真空光学谐振腔的制备装置及制备方法

本发明的至少一种实施例涉及光学器件制造领域，更具体地，涉及一种真空光学谐振腔的制备装置及制备方法。

背景技术：

1、光学参考腔系统是一种用于测量和校准光学频率的设备，其内部具有一个或多个光学谐振腔，用于产生稳定的光学频率。光学谐振腔是一个光学系统，其中光被限制在两个反射镜之间，形成共振状态。光学谐振腔通常采用法布里-珀罗(fabry-perot)干涉仪结构，由两个反射镜组成。反射镜的反射率很高，通常为99.9％以上。当光在反射镜之间反射时，会形成一系列的光束，这些光束之间会产生干涉现象。干涉现象会导致光束的强度和相位发生变化，从而产生稳定的相干光束。

2、目前，光学参考腔系统在光学时钟、光源低噪声微波等应用领域具有广泛的应用，光学参考腔系统的性能受到许多因素的影响，如温度、气压等。光学参考腔系统通常包括光学参考腔和真空维持装置，通过将参考腔组件放置于维持装置中，且维持装置内始终处于真空状态，使得光学参考腔的两个腔镜之间达成真空条件，以满足工作或实验时对光学参考腔的性能要求。

3、在相关技术中，真空维持装置的体积通常较大使得整个光学参考腔系统难以在非实验环境下应用，且在工作时，需要对内部的真空度以及温度进行严格的实时监测，这导致真空维持装置的结构相对复杂，制造成本较高，因此，设计一种能够制备真空并对光学参考腔进行密封的制备装置，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种真空光学谐振腔的制备装置及制备方法，能够单次制备完成满足使用要求的封闭式的真空光学谐振腔。

2、为了实现上述目的，作为本发明提供一种，包括：两个相对设置的第一镜体和第二镜体、以及位于上述第一镜体和上述第二镜体之间的筒体，其特征在于，包括：支架，包括：容纳部，上述第一镜体安装于上述容纳部的底部，上述筒体放置于上述第一镜体上；以及夹持部，从上述容纳部向上延伸，上述第二镜体由上述夹持部夹持并悬置于上述筒体上方；密封壳体，上述密封壳体上形成有抽气口，上述支架密封地安装于上述密封壳体底部；真空泵，与上述抽气口相连，以在上述密封壳体中形成真空；以及驱动组件，安装在上述密封壳体的与上述支架相对的一端，上述驱动组件被构造成通过下压上述第二镜体将上述第一镜体和上述第二镜体利用接触面的分子间相互作用力以无胶键合的方式与上述筒体密封结合，以保持上述筒体内的真空状态。

3、在一种示意性的实施例中，上述夹持部的预设内径小于上述第二镜体的直径，使得上述第二镜体在上述驱动组件的驱动下克服上述第二镜体与上述夹持部之间的摩擦力结合到上述筒体上。

4、在一种示意性的实施例中，上述夹持部的与上述第二镜体相接触的夹持面上形成有纹理，以提高摩擦系数。

5、在一种示意性的实施例中，上述夹持部包括从上述筒体向上延伸的多个延伸臂，每个上述延伸臂的内表面设有位于相同圆周上的凹槽。

6、在一种示意性的实施例中，上述密封壳体包括：三通管，上述三通管的第一端口作为抽气口，与上述真空泵相连；下端板，密封安装于上述三通管下端的第二端口，上述支架设置于上述下端板的上表面；以及上端板，盖设于上述三通管上端的第三端口；上述上端板开设有通孔。

7、在一种示意性的实施例中，上述驱动组件包括：下压端，位于上述三通管内；连接螺杆，与上述下压端连接并与上述通孔螺纹结合；以及操作端，安装在上述连接螺杆的伸出上述上端板的端部，被配置为通过转动上述操作端使得上述下压端向上述第二镜体施加压力。

8、在一种示意性的实施例中，上述真空泵通过波纹管与上述抽气口相连。

9、在一种示意性的实施例中，上述第一镜体、第二镜体和筒体由二氧化钛-硅酸盐玻璃制成。

10、在一种示意性的实施例中，上述第一镜体和上述第二镜体相对的表面涂覆有反射增强膜，上述第一镜体和上述第二镜体相背的表面涂覆有透射增强膜。

11、本发明还提供了一种真空光学谐振腔的制备方法，利用如上述任一实施例中的制备装置，包括：将上述第一镜体和上述筒体安装在上述支架的容纳部内，将上述第二镜体以与上述筒体悬空的方式安装在上述支架的夹持部上；将上述支架安装于上述密封壳体底部；将上述真空泵与上述抽气口连通，并启动上述真空泵；待上述密封壳体内部真空度达到预设值后，旋动上述驱动组件挤压上述第二镜体朝向上述筒体移动，使上述第一镜体和上述第二镜体通过接触面的分子间相互作用力以无胶键合的方式与上述筒体结合，形成真空光学谐振腔。

12、本发明所提供的真空光学谐振腔的制备装置，第一镜体、第二镜体及筒体预先安装在支架上，以形成开放式光学谐振腔结构，由夹持部夹持第二镜体悬置于筒体上方以便于抽出筒体内部气体。然后由真空泵对密封壳体的内部，即第一镜体、第二镜体和筒体的所处环境抽真空。通过设置驱动组件，使得第二镜体、筒体和第一镜体在下压力的作用下利用接触面的分子间相互作用力以无胶键合的方式密封结合到一起，最终得到真空光学谐振腔。本发明所提供的制备装置利用驱动组件能够在抽真空后将开放式光学谐振腔进行密封，即可得到能够直接使用的封闭式的真空光学谐振腔，从而不需要制备装置持续工作以维持光学谐振腔内部的真空状态，不仅减少了能源消耗，还为真空光学谐振腔系统的广泛使用提供了体积占用较小的优势。

技术特征：

1.一种真空光学谐振腔的制备装置，所述光学谐振腔包括两个相对设置的第一镜体(11)和第二镜体(12)、以及位于所述第一镜体(11)和所述第二镜体(12)之间的筒体(10)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述夹持部(14)的预设内径小于所述第二镜体(12)的直径，使得所述第二镜体(12)在所述驱动组件(3)的驱动下克服所述第二镜体(12)与所述夹持部(14)之间的摩擦力结合到所述筒体(10)上。

3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述夹持部(14)的与所述第二镜体(12)相接触的夹持面上形成有纹理，以提高摩擦系数。

4.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述夹持部(14)包括从所述筒体(10)向上延伸的多个延伸臂(141)，每个所述延伸臂(141)的内表面设有位于相同圆周上的凹槽。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备装置，其特征在于，所述密封壳体(2)包括：

6.根据权利要求5所述的制备装置，其特征在于，所述驱动组件(3)包括：

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备装置，其特征在于，所述真空泵(4)通过波纹管(5)与所述抽气口相连。

8.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备装置，其特征在于，所述第一镜体(11)、所述第二镜体(12)和所述筒体(10)由二氧化钛-硅酸盐玻璃制成。

9.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备装置，其特征在于，所述第一镜体(11)和所述第二镜体(12)相对的表面涂覆有反射增强膜，所述第一镜体(11)和所述第二镜体(12)相背的表面涂覆有透射增强膜。

10.一种真空光学谐振腔的制备方法，利用如权利要求1至9中任一所述的制备装置，包括：

技术总结提供了一种真空光学谐振腔的制备装置，光学谐振腔包括两个相对设置的第一镜体和第二镜体、以及位于中间位置的筒体，制备装置包括支架、密封壳体、驱动组件和真空泵。支架包括容纳部和夹持部，第一镜体安装于容纳部的底部，筒体放置于第一镜体上，夹持部从容纳部向上延伸，第二镜体由夹持部夹持并悬置于筒体上方。支架密封安装于密封壳体的底部，密封壳体上形成有抽气口，并与真空泵相连，以在密封壳体中形成真空。驱动组件安装在密封壳体的与支架相对的一端，且被构造成通过下压第二镜体将第一镜体和第二镜体利用接触面的分子间相互作用力以无胶键合的方式与筒体密封结合，以保持筒体内的真空状态。技术研发人员：石志鹏,沈镇,董春华,牛睿受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29