[发明专利]一种红外自由电子激光反射镜调整机构

说明书

本发明是一种红外自由电子激光光源中谐振腔的反射镜机械调整机构。主要包括反射镜，支架，半圆面，弧形滑块，压紧机构，凸轮，电机。该机械调整机构形式简单，在能够实现两维角度调整的同时，保持反射镜的几何中心位置不变。

技术领域

本发明涉及二维角度调整机构，具体涉及谐振腔中的反射镜机械调整机构。

背景技术

红外自由电子激光是一种可用于远红外波段红外检测的高光强脉冲光源。该光源由加速器、光学谐振腔等关键部件构成。谐振腔特性决定着腔内光场和耦合输出光场的特性，属于核心设备。谐振腔是由两个球面反射镜，为腔内光场提供光学正反馈，继而使得光场不断累积放大的一套系统，且需要进行多维高精度调整。而球面反射镜的调整，就需要用到调整机构。总体上需要实现5维调整，精度在微米量级。5维调整中，除了3维位移调整，还需要2维角度调整（绕反射镜轴向方向不需要角度调整），本发明的调整机构即是实现该2维调整。2维角度调整最常用的方法，就是将两个转动平台叠加起来，并且使得两个转动平台的转轴相交，且分别与反射镜两转轴共线，这样的好处是在转动时不会引起反射镜位移变化，但微调时因为转动角度小，所以要求驱动机构的步长要足够小。如专利号为ZL200620034230.0的实用新型，公开了光学镜片的支撑装置，实现两维微量转动调整，又如申请号为201510424830 .1的发明专利公开的一种面向微米级软管与微球组件的装配系统。还有利用并联机构实现多维调整的方式，如申请号为201410637400.3的发明专利公开的一种成像系统探测器芯片精密装调设备及装调方法，又如申请号为202111464682.8的发明专利公开的一种六自由度调姿平台。申请号为202111506084.2的发明专利公开的一种反射镜微位移调整机构。其采用三组差动螺纹副，分别实现反射镜座上三个位置的位移调整，三组位置的组合调整可实现两维旋转和一维平移。申请号为201810089442.6的发明专利公开了一种反射镜调整与固定装置，反射镜五维调整装置可以实现反射镜位置和角度五自由度调整。通过反射镜五维调整装置中的内、外球面实现反射镜绕X向和Y向的连续转动。调整完成后，通过螺旋测微器准确测量反射镜安装座三个安装点处的反射镜自适应固定装置中的球面垫片下表面到反射镜支撑框架安装面的距离，根据测量值分别修配三个倾斜调整垫片的厚度，将修配好的调整垫片放入球面垫片下面，用螺钉将反射镜可靠固定，固定后将调整装置拆除。该专利的文字表述以及图例中，均未提到其结构设计中利用了反射镜几何中心在内外球面的原点这一结构特征，因此在内外球面相对转动时，反射镜虽然角度会发生变化，但该转动会耦合出平动位移。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提出了一种实现反射镜高精度两维角度调整机构，调整过程可保持反射镜的几何中心位置不变。

（二）技术方案

一种红外自由电子激光反射镜调整机构，包括反射镜，支架，半圆面，弧形滑块，压紧机构，凸轮，电机，所述半球面的圆心与反射镜几何中心位于同一点，所述弧形滑块与所述半球面之间接触部分的曲率一致，所述压紧机构压紧所述弧形滑块，所述弧形滑块与所述半球面始终保持接触，所述凸轮在所述电机作用下能够弧形滑块产生位移。

优选的，所述凸轮和电机共四组，两组使弧形滑块产生一维方向位移，另两组使弧形滑块产生另一维方向位移。

优选的，所述支架为四个。

优选的，所述压紧机构与所述弧形滑块接触的部分是钢球。

（三）有益效果

本发明提出了一种反射镜调整机构，具有如下优点：

二维角度调整过程中，反射镜的几何中心位置可保持不变，因此不会对反射镜其他自由度的调整产生耦合效应。

因为调整角度时，转动半径越大，走过的弧长越长。因此这个机构有杠杆放大作用，这就使得凸轮转动时，可以不需要特别小的步长而得到更精密的角度变化。

附图说明

参考以下附图中示出的实施例，将会更加清楚本发明的优点：