一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空環(huán)境下光學(xué)元件的熱變形控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]真空環(huán)境下，光學(xué)元件受到光源的輻射，溫度會隨之升高，在熱應(yīng)力的影響下導(dǎo)致其面形發(fā)生變化，從而嚴(yán)重影響光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量。真空環(huán)境下光學(xué)元件散熱只能借助于冷卻系統(tǒng)，作為光學(xué)元件的冷卻裝置，不但應(yīng)具有較好的換熱效率，而且還應(yīng)具有較高的真空兼容性以及功能的可靠性。
[0003]目前冷卻裝置主要分為水冷和風(fēng)冷，相對而言，水冷的效果要比風(fēng)冷更佳，因此廣泛應(yīng)用于大功率的光學(xué)元件冷卻系統(tǒng)，而對于真空環(huán)境下的光學(xué)元件來說，通常采用的是水冷套的方法，通常在光學(xué)元件的支撐外圍加上一個冷卻水裝置，從而解決光學(xué)元件熱沉積的問題。由于光學(xué)元件與支撐以及支撐與水冷套的接觸較差，導(dǎo)致水冷裝置的換熱效率較低，無法達(dá)到預(yù)期的冷卻效果。為了解決這個問題，在光學(xué)元件與水冷裝置的接觸面處填充導(dǎo)熱良好的介質(zhì)，保證水冷裝置與光學(xué)元件能夠充分接觸，以提高水冷效果。實際上，由于加工以及裝配誤差的存在，即使在接觸面處填充導(dǎo)熱介質(zhì)也無法保證其完全接觸，從而導(dǎo)致水冷的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的目標(biāo)。
[0004]另外，現(xiàn)有的水冷裝置為了加工、裝配方便，采用密封接頭或波紋管連接，而在真空環(huán)境下，任何一個焊接頭或密封接頭都會存在漏水的風(fēng)險，是真空環(huán)境的很大隱患。因此，現(xiàn)有的水冷裝置在真空環(huán)境下使用還是存在一定的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，該水冷裝置能夠解決真空環(huán)境下光學(xué)元件的散熱問題，同時能夠使光學(xué)元件更快的達(dá)到熱平衡。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，包括背部壓板、水冷鏡筒、支撐盤、背部水冷板、第一、第二水管及若干個柔性固定塊，水冷鏡筒由若干個弧形板組成，在相鄰弧形板之間設(shè)置有柔性固定塊，第一水管纏繞固定在水冷鏡筒的外側(cè)壁上，背部壓板固定在水冷鏡筒的底部，背部壓板與背部水冷板固連，背部水冷板的底部固定盤有第二水管，支撐盤固定在水冷鏡筒的頂部。
[0006]所述的弧形板的內(nèi)壁與柔性固定塊的內(nèi)壁設(shè)置在同一圓周上。
[0007]所述的背部壓板靠近背部水冷板一端的上表面與背部水冷板的上表面設(shè)置在同一平面上。
[0008]在所述的水冷鏡筒和背部水冷板的內(nèi)壁均勻設(shè)置有真空導(dǎo)熱脂，在真空導(dǎo)熱脂的表面均勻設(shè)置有銦片。
[0009]所述的水冷鏡筒、背部水冷板及第一、第二水管由導(dǎo)熱性能良好的材料制成。
[0010]所述的水冷鏡筒由三個沿圓周均勻分布的弧形板組成。
[0011]所述的柔性固定塊和背部壓板均由具有彈性的材質(zhì)制成。
[0012]在所述的支撐盤的底部設(shè)置有定位止口。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
1.由于本發(fā)明的水冷裝置直接作為光學(xué)元件的支撐部件，減少了光學(xué)元件與水冷裝置之間的接觸面，提高了水冷裝置的冷卻效果；
2.光學(xué)元件與本發(fā)明的水冷鏡筒之間通過柔性固定塊固連，減小了光學(xué)元件的固緊應(yīng)力。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是本發(fā)明的支撐盤、水冷鏡筒及第一水管安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，I一鏡體，2—柔性固定塊，3—背部壓板，4一水冷鏡筒，41一弧形板，5—支撐盤，51一定位止口，6—背部水冷板，7—第一水管，8一第二水管。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]如圖1?圖3所示，一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，包括背部壓板3、水冷鏡筒4、支撐盤5、背部水冷板6、第一、第二水管及若干個柔性固定塊2，水冷鏡筒4由若干個弧形板41組成，作為鏡體I的鏡筒，在相鄰弧形板41之間設(shè)置有柔性固定塊2，且弧形板41與柔性固定塊2的內(nèi)壁設(shè)置在同一圓周上;第一水管7纏繞固定在水冷鏡筒4的外側(cè)壁上，背部壓板3通過螺釘固定在水冷鏡筒4的底部，背部壓板3為環(huán)形，背部壓板3的內(nèi)圈與背部水冷板6固連，背部壓板3靠近背部水冷板6—端的上表面與背部水冷板6的上表面設(shè)置在同一平面上；背部水冷板6作為鏡體I的背部壓板起到固定鏡體I的作用，背部水冷板6的底部固定盤有第二水管8，支撐盤5通過螺釘固定在水冷鏡筒4的頂部。
[0017]在所述的水冷鏡筒4和背部水冷板6的內(nèi)壁均勻涂有真空導(dǎo)熱脂，在真空導(dǎo)熱脂的表面均勻貼有厚度為0.2mm的銦片。
[0018]所述的水冷鏡筒4、背部水冷板6及第一、第二水管由導(dǎo)熱性能良好的無氧銅制成。
[0019]所述的水冷鏡筒4由三個沿圓周均勻分布的弧形板41組成。
[0020]所述的柔性固定塊2和背部壓板3均由具有彈性的材質(zhì)制成。
[0021]在所述的支撐盤5的底部設(shè)置有定位止口51，用來保證鏡體I與支撐盤5的同軸度。
[0022]所述的第一水管7采用真空釬焊的方式固定在水冷鏡筒4上，且無接頭。
[0023]所述的第二水管8采用真空釬焊的方式固定在背部水冷板6上，且無接頭。
[0024]下面結(jié)合【附圖說明】本實施例的具體工作過程。
[0025 ]如圖1?圖3所示，本實施例以支撐、冷卻鏡體I為例。
[0026]將鏡體I放置在本發(fā)明的水冷裝置內(nèi)，且鏡體I的上部邊緣與支撐盤5的定位止口51相配合，保證鏡體I與支撐盤5的同軸度，由于背部壓板3由具有彈性的材質(zhì)制成，所以鏡體I的兩端面被支撐盤5和背部水冷板6夾緊固定，并且背部水冷板6與鏡體I底部之間填滿銦片；
將柔性固定塊2的內(nèi)壁通過真空膠與鏡體I的側(cè)壁粘接在一起，由于柔性固定塊2由具有彈性的材質(zhì)制成，則鏡體I的側(cè)壁被柔性固定塊2夾緊固定;而且水冷鏡筒4與鏡體I側(cè)部之間填滿銦片；
將第一水管7與第二水管8通過管道相連通，并將帶有鏡體I的水冷裝置放入真空箱內(nèi)，向第一水管7的入水口注入冷卻水，冷卻水依次通過第一水管7、第二水管8后，由第二水管8的出水口流出，達(dá)到鏡體I水冷散熱的目的，由于水冷鏡筒4、背部水冷板6及第一、第二水管由導(dǎo)熱性能良好的無氧銅制成，水冷鏡筒4和背部水冷板6的內(nèi)壁涂有真空導(dǎo)熱脂，且背部水冷板6與鏡體I底部之間、水冷鏡筒4與鏡體I側(cè)部之間被銦片填充，這些因素均提高了冷卻效果。
【主權(quán)項】
1.一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于，包括背部壓板、水冷鏡筒、支撐盤、背部水冷板、第一、第二水管及若干個柔性固定塊，水冷鏡筒由若干個弧形板組成，在相鄰弧形板之間設(shè)置有柔性固定塊，第一水管纏繞固定在水冷鏡筒的外側(cè)壁上，背部壓板固定在水冷鏡筒的底部，背部壓板與背部水冷板固連，背部水冷板的底部固定盤有第二水管，支撐盤固定在水冷鏡筒的頂部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于所述的弧形板的內(nèi)壁與柔性固定塊的內(nèi)壁設(shè)置在同一圓周上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于所述的背部壓板靠近背部水冷板一端的上表面與背部水冷板的上表面設(shè)置在同一平面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于在所述的水冷鏡筒和背部水冷板的內(nèi)壁均勻設(shè)置有真空導(dǎo)熱脂，在真空導(dǎo)熱脂的表面均勻設(shè)置有銦片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于所述的水冷鏡筒、背部水冷板及第一、第二水管由導(dǎo)熱性能良好的材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于所述的水冷鏡筒由三個沿圓周均勻分布的弧形板組成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于所述的柔性固定塊和背部壓板均由具有彈性的材質(zhì)制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，其特征在于在所述的支撐盤的底部設(shè)置有定位止口。
【專利摘要】一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置，屬于真空環(huán)境下光學(xué)元件的熱變形控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于真空環(huán)境下的光學(xué)元件水冷裝置。本發(fā)明能夠解決真空環(huán)境下光學(xué)元件的散熱問題，同時能夠使光學(xué)元件更快的達(dá)到熱平衡。本發(fā)明包括背部壓板、水冷鏡筒、支撐盤、背部水冷板、第一、第二水管及若干個柔性固定塊，水冷鏡筒由若干個弧形板組成，在相鄰弧形板之間設(shè)置有柔性固定塊，第一水管纏繞固定在水冷鏡筒的外側(cè)壁上，背部壓板固定在水冷鏡筒的底部，背部壓板與背部水冷板固連，背部水冷板的底部固定盤有第二水管，支撐盤固定在水冷鏡筒的頂部。
【IPC分類】H01S3/04
【公開號】CN105552695
【申請?zhí)枴緾N201510962471
【發(fā)明人】周烽, 王輝, 郭本銀, 謝耀, 王麗萍, 金春水
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月21日