一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置的制作方法

1.本发明涉及抗损伤性能测试设备技术领域，特别涉及一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置。


背景技术：

2.超强的极紫外光辐照极易造成元件表面的损伤，并导致元件光学性能的下降。因此，极紫外波段光学元件抗损伤能力测试对于元件在新型光源中的应用非常重要。
3.根据申请号为cn201810596643.5的专利文献所提供的一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置可知，该损伤测试装置包括：激光等离子体光源组件、极紫外聚焦滤光组件、样品台组件、控制组件、极紫外能量衰减组件和真空组件。该测试装置对光学系统、极紫外能量衰减方式、激光等离子体光源和控制系统进行了优化设计，采用激光等离子体光源、改进型施瓦兹希尔德物镜和聚焦点构成共轴结构，利用滤片保护罩和对激光等离子体导入高速喷射气体有效保护了锆滤片，基于气体吸收方法调控极紫外光能量密度，实现薄膜等材料极紫外波段抗辐照损伤能力测试研究。与现有技术相比，该测试装置具有能量密度高、稳定性好、系统性能可靠等优点，适用于在实验室内对光学元件开展极紫外抗损伤能力测试研究。
4.上述损伤测试装置具有能量密度高、稳定性好、系统性能可靠等优点。然而，上述损伤测试装置直接将氮气和氦气通入光源腔室中，却缺少对氮气和氦气的有效引导，从而降低了氮气和氦气充入光源腔室的效果。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的在于提供了一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
6.本发明提出一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置，包括测试箱，所述测试箱的外部连接有充气组件和抽气组件，所述测试箱的顶端设有密封组件，所述测试箱的内部设有导气组件；
7.所述测试箱包括与所述抽气组件的吸气端相连接的光波腔室，以及安装于所述光波腔室外表面的光源腔室以及物镜腔室；
8.所述密封组件包括安装于所述光波腔室上表面的第一气缸，安装于所述物镜腔室上表面的第二气缸，以及安装于所述第一气缸的活塞杆延伸至光波腔室内部的一端和第二气缸的活塞杆延伸至物镜腔室内部的一端的密封板，所述密封板的外壁设有气囊密封机构，所述气囊密封机构的进气端与所述抽气组件的出气端相连接；
9.所述导气组件包括设于所述光波腔室内部第一导气扇，以及设于所述物镜腔室内部的第二导气扇，所述第一导气扇和第二导气扇均位于所述充气组件的出气端。
10.进一步的，还包括设于所述光源腔室内部的高反镜，插接于所述光源腔室壳体上的nd：yag激光器，以及安装于所述物镜腔室内部的真空三维位移台。在本发明中，发射高亮
度宽光谱脉冲光波，以使该高亮度宽光谱脉冲光波对真空三维位移台上的待测物体进行照射。
11.进一步的，所述光波腔室的内部安装有铜靶，所述铜靶靠近真空三维位移台的一侧设有滤片。
12.进一步的，所述充气组件包括穿设于所述光波腔室壳体上的第一充气管，穿设于所述物镜腔室壳体上的第二充气管，以及连接所述第一充气管和第二充气管的第一三通管，所述第一充气管和第二充气管的进气端均设有第一针阀。在本发明中，通过第一针阀控制第一三通管所流出气体经过第一充气管还是第二充气管，以控制气体流经物镜腔室还是光波腔室。
13.进一步的，所述充气组件还包括与所述第一三通管的进气端相连接的第三充气管，以及与所述第三充气管的进气端相连接的第二三通管，所述第二三通管的两侧分别连接有第四充气管和第五充气管，所述第四充气管的进气端连接有氮气罐，所述第五充气管的进气端连接有氦气罐，所述第四充气管和第五充气管的进气端均设有第二针阀。在本发明中，通过第二针阀控制氮气罐内的氮气是否经过第二三通管，以及控制氦气罐内的氦气是否经过第二三通管。
14.进一步的，所述抽气组件包括穿设于所述光波腔室壳体上的抽气管，以及与所述抽气管的出气端相连接的真空泵。在本发明中，通过真空泵的持续抽气，使得光波腔室、以及与光波腔室相连接的光源腔室和物镜腔室保持真空。
15.进一步的，所述气囊密封机构包括嵌入于所述密封板外表面的气囊，相邻两个所述气囊之间通过第一软管相连接，所述光波腔室内部的所述气囊通过第二软管与所述真空泵的出气端相连接。在本发明中，减小密封板与光波腔室以及物镜腔室之间的距离，从而提高密封板对光波腔室以及物镜腔室内腔的密封性。
16.进一步的，所述铜靶通过转动轴与所述光波腔室转动连接，所述转动轴延伸至外部的一端连接有蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合连接有蜗杆，所述蜗杆通过轴承座与所述光波腔室的下表面相连接，所述蜗杆的一侧与固定于所述光波腔室下表面的电机相连接。在本发明中，通过蜗轮与蜗杆所形成的自锁结构，从而减少铜靶受到外力干扰时所产生的位移。
17.进一步的，所述第一导气扇与第二导气扇的结构相同，所述第一导气扇包括安装于所述光波腔室内部的扇框，以及通过旋转轴与所述扇框转动连接、且等距设置的多个扇叶，每个所述旋转轴延伸至外部的一端均连接有转动盘，相邻两个所述转动盘之间通过第一连杆相连接。在本发明中，通过第一连杆推动与其转动连接的转动盘进行转动，进而带动多个扇叶进行同时运动。
18.进一步的，所述第一导气扇中靠近第二导气扇的第一连杆以及第二导气扇靠近第一导气扇的第一连杆延伸至外部的一端均连接有第二连杆，两个所述第二连杆之间通过第三连杆相连接，靠近所述第一导气扇的所述第二连杆的一侧通过转轴与电动伸缩杆相连接，所述电动伸缩杆安装于所述光波腔室下表面。在本发明中，第二连杆推动另一个第一连杆进行转动，从而同时带动第一导气扇和第二导气扇中的其中一个扇叶进行转动。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20.其一，通过第一气缸和第二气缸推动密封板在光波腔室和物镜腔室内的升降，以调整物镜腔室和光波腔室内部的空间，以便于真空泵快速将物镜腔室和光波腔室内抽至真
空或者将氦气和氮气填入物镜腔室和光波腔室中。
21.其二，通过第二针阀控制氮气罐和氦气罐内的氮气是否经过第二三通管，第二三通管内的气体经过第三充气管进入第一三通管后，通过第一针阀控制第一三通管所流出气体经过第一充气管还是第二充气管，以控制气体流经物镜腔室还是光波腔室，且在第一充气管和第二充气管的出气端分别设置第一导气扇和第二导气扇，以使气体能够均匀的进入物镜腔室和光波腔室中。
22.其三，通过真空泵将光波腔室内的气体抽出，并排入至第二软管内，由于第二软管与气囊相连接，使得气囊膨胀，又由于多个气囊之间通过第一软管相连接，使得气囊膨胀，从而减小密封板与光波腔室以及物镜腔室之间的距离，提高密封板对光波腔室以及物镜腔室内腔的密封性。
23.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；
26.图2为本发明的俯视图；
27.图3为图2中沿a-a线的剖视图；
28.图4为本发明的前视图；
29.图5为图4中沿b-b线的剖视图；
30.图6为本发明的轴测图；
31.图7为本发明的仰视图；
32.图8为本发明的分解图；
33.图9为第一导气扇的结构示意图。
34.主要符号说明：
35.10、测试箱；11、光波腔室；111、铜靶；112、滤片；113、蜗轮；114、蜗杆；115、电机；116、转动轴；12、光源腔室；121、高反镜；122、nd：yag激光器；13、物镜腔室；20、充气组件；21、第一充气管；22、第二充气管；23、第一三通管；231、第一针阀；24、第三充气管；25、第二三通管；26、第五充气管；27、氮气罐；28、氦气罐；29、第二针阀；2a、第四充气管；30、抽气组件；31、抽气管；32、真空泵；40、密封组件；41、第一气缸；42、第二气缸；43、密封板；44、气囊密封机构；441、气囊；442、第一软管；443、第二软管；50、导气组件；51、第一导气扇；511、扇框；512、旋转轴；513、扇叶；514、转动盘；515、第一连杆；516、第二连杆；517、电动伸缩杆；52、第二导气扇。
具体实施方式
36.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.请参阅图1至图9，本发明提出一种桌面型高能量密度极紫外辐照损伤测试装置，包括测试箱10，所述测试箱10的外部连接有充气组件20和抽气组件30。在测试箱10的顶端设有密封组件40，测试箱10的内部设有导气组件50。
39.具体的，测试箱10包括与抽气组件30的吸气端相连接的光波腔室11，以及安装于所述光波腔室11外表面的光源腔室12以及物镜腔室13。
40.在本发明中，密封组件40包括安装于光波腔室11上表面的第一气缸41，安装于所述物镜腔室13上表面的第二气缸42，以及安装于所述第一气缸41的活塞杆延伸至光波腔室11内部的一端和第二气缸42的活塞杆延伸至物镜腔室13内部的一端的密封板43。其中，在密封板43的外壁设有气囊密封机构44，气囊密封机构44的进气端与抽气组件30的出气端相连接。
41.此外，导气组件50包括设于光波腔室11内部第一导气扇51，以及设于物镜腔室13内部的第二导气扇52。其中，第一导气扇51和第二导气扇52均位于所述充气组件20的出气端。
42.具体的，请参阅图3与图5，该装置还包括设于光源腔室12内部的高反镜121，插接于所述光源腔室12壳体上的nd：yag激光器122，以及安装于物镜腔室13内部的真空三维位移台131。其中，在光波腔室11的内部安装有铜靶111，所述铜靶111靠近真空三维位移台131的一侧设有滤片112。
43.需要说明的是，在本实施例中，通过nd：yag激光器122发射激光，脉冲激光经过高反镜121反射后聚焦到铜靶111上产生激光等离子体，并发射高亮度宽光谱脉冲光波，以使该高亮度宽光谱脉冲光波对真空三维位移台131上的待测物体进行照射。
44.在本实施例中，上述的充气组件20包括穿设于光波腔室11壳体上的第一充气管21，穿设于物镜腔室13壳体上的第二充气管22，以及连接第一充气管21和第二充气管22的第一三通管23。其中，第一充气管21和第二充气管22的进气端均设有第一针阀231。
45.此外，充气组件20还包括与第一三通管23的进气端相连接的第三充气管24，以及与第三充气管24的进气端相连接的第二三通管25。第二三通管25的两侧分别连接有第四充气管2a和第五充气管26，第四充气管2a的进气端连接有氮气罐27，第五充气管26的进气端连接有氦气罐28，第四充气管2a和第五充气管26的进气端均设有第二针阀29。
46.需要说明的是，在本实施例中，通过第一针阀231控制第一三通管23所流出气体经过第一充气管21还是第二充气管22，以控制气体流经物镜腔室13还是光波腔室11。
47.进一步的，通过第二针阀29控制氮气罐27内的氮气是否经过第二三通管25，以及控制氦气罐28内的氦气是否经过第二三通管25。
48.在本实施例中，上述的抽气组件30包括穿设于光波腔室11壳体上的抽气管31，以及与抽气管31的出气端相连接的真空泵32。
49.气囊密封机构44包括嵌入于密封板43外表面的气囊441，相邻两个气囊441之间通过第一软管442相连接，光波腔室11内部的气囊441通过第二软管443与真空泵32的出气端
相连接。此外，铜靶111通过转动轴116与光波腔室11转动连接，转动轴116延伸至外部的一端连接有蜗轮113。蜗轮113的一侧啮合连接有蜗杆114，蜗杆114通过轴承座与光波腔室11的下表面相连接。蜗杆114的一侧与固定于所述光波腔室11下表面的电机115相连接。
50.需要说明的是，在本实施例中，光波腔室11内的气体在真空泵32的作用下，经过抽气管31进入真空泵32内，以通过真空泵32的持续抽气，使得光波腔室11、以及与光波腔室11相连接的光源腔室12和物镜腔室13保持真空。
51.进一步的，通过真空泵32将光波腔室11内的气体抽出，并排入至第二软管443内，由于第二软管443与气囊441相连接，使得气囊441膨胀；又由于多个气囊441之间通过第一软管442相连接，使得气囊441膨胀，从而减小密封板43与光波腔室11以及物镜腔室13之间的距离，从而提高密封板43对光波腔室11以及物镜腔室13内腔的密封性，且气囊441可通过其上的排气管将多余的气体排出至废气罐中进行收集；
52.进一步的，通过电机115带动与其输出轴相连接的蜗杆114进行旋转，由于蜗杆114与转动轴116上的蜗轮113之间相互啮合，从而带动转动轴116进行旋转，进而带动转动轴116上的铜靶111进行转动，通过蜗轮113与蜗杆114所形成的自锁结构，从而减少铜靶111受到外力干扰时所产生的位移。
53.进一步的，在本实施例中，第一导气扇51与第二导气扇52的结构相同。具体的，第一导气扇51包括安装于光波腔室11内部的扇框511，以及通过旋转轴512与扇框511转动连接、且等距设置的多个扇叶513，每个旋转轴512延伸至外部的一端均连接有转动盘514，相邻两个转动盘514之间通过第一连杆515相连接，第一导气扇51中靠近第二导气扇52的第一连杆515以及第二导气扇52靠近第一导气扇51的第一连杆515延伸至外部的一端均连接有第二连杆516。
54.两个第二连杆516之间通过第三连杆相连接，靠近第一导气扇51的第二连杆516的一侧通过转轴与电动伸缩杆517相连接，电动伸缩杆517安装于光波腔室11下表面。
55.需要说明的是，在本实施例中，通过扇框511为扇叶513提供支撑，通过扇叶513为进入物镜腔室13或者光波腔室11内的气体提供引导。当扇框511中的其中一片扇叶513进行旋转时，由于扇叶513通过旋转轴512与扇框511转动连接，且旋转轴512上的转动盘514之间通过第一连杆515相连接，从而通过第一连杆515推动与其转动连接的转动盘514进行转动，进而带动多个扇叶513进行同时运动。
56.进一步的，通过电动伸缩杆517推动第一连杆515进行转动，由于两个第一连杆515之间通过第二连杆516相连接，从而利用其中一个第一连杆515推动第二连杆516，第二连杆516推动另一个第一连杆515进行转动，从而同时带动第一导气扇51和第二导气扇52中的其中一个扇叶513进行转动。
57.本发明的具体操作方式如下：
58.通过nd：yag激光器122发射激光，脉冲激光经过高反镜121反射后聚焦到铜靶111上产生激光等离子体，并发射高亮度宽光谱脉冲光波，以使该高亮度宽光谱脉冲光波对真空三维位移台131上的待测物体进行照射，光波腔室11内的气体在真空泵32的作用下，经过抽气管31进入真空泵32内，以通过真空泵32的持续抽气，使得光波腔室11、以及与光波腔室11相连接的光源腔室12和物镜腔室13保持真空；
59.通过第二针阀29控制氮气罐27内的氮气是否经过第二三通管25，以及控制氦气罐
28内的氦气是否经过第二三通管25，第二三通管25内的气体经过第三充气管进入第一三通管23后，通过第一针阀231控制第一三通管23所流出气体经过第一充气管21还是第二充气管22，以控制气体流经物镜腔室13还是光波腔室11，从而利用物镜腔室13内的光电二极管测量不同气体压强条件下极紫外光能量，得出测试结果；
60.测试过程中，通过第一气缸41和第二气缸42推动密封板43在光波腔室11和物镜腔室13内的升降，以调整物镜腔室13和光波腔室11内部的空间，以便于真空泵32快速将物镜腔室13和光波腔室11内抽至真空或者将氦气和氮气填入物镜腔室13和光波腔室11中。
61.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。