一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构

本发明属于同步辐射，具体涉及一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构。

背景技术：

1、同步辐射光源技术在众多领域具有广泛应用，随着该技术的不断发展进步，对同步辐射光源的能量和分辨率也提出了更高的要求，随着同步辐射光源建设进入到低发射度高亮度的第四代光源阶段，其对束线光学反射镜的分辨率和面型稳定性要求也越来越高，镜箱作为束线上重要的设备，对它的性能也提出了更高的指标要求。

2、现有技术中，镜箱内部的反射镜及其装夹结构在超高真空环境中，一般为真空度好于5×10-8pa的环境，基于该环境下反射镜是同步辐射光束线镜箱的核心部件，可实现聚焦、光束线偏转、准直、过滤功率及抑制高次谐波等功能，反射镜面型精度对光束质量起着至关重要的作用，如第四代光源中光学元件面形精度一般在百nrad水平。所以无论是装夹时还是受热时，均要避免或者尽可能减少由于装夹或者受热引起的细小的镜面变形。

技术实现思路

1、本技术实现要素：，针对高精度光学元件装夹时应力变形关键问题，提出一种新的弱应力装夹机构，可实现变形小于100nrad水平。

2、本发明提供一种有效避免反射镜在装夹时发生变形的弱应力装夹结构。

3、本发明的技术方案为：一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，所述装夹结构包括一排用于固定反射镜冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板组成的反射镜组件整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，弹性装夹组件通过反射镜镜体开的通孔将冷却板弹性装夹紧贴于反射镜两侧边；弹性材料垫块组件用于将反射镜组件通过反射镜的应力槽、l型拉块和弹性材料垫块通过拉顶配合将反射镜组件固定到背板上，之后再整体弹性装夹到支撑平台上。

4、作为对上述技术方案的进一步描述：

5、所述弹性装夹组件包括一个长螺钉和一对波片弹簧，波片弹簧对称安装在长螺钉两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧；反射镜沿高度方向上贯穿有通孔，冷却板上贯穿设有与通孔相对的冷却板安装孔，长螺钉穿过上下两组冷却板上的冷却板安装孔，螺母通过在长螺钉另一端的拧紧，实现反射镜在两组冷却板之间的定位，同时冷却板安装孔呈台阶状，内设有套设在长螺钉螺杆上的波片弹簧和波片弹簧的挡圈，长螺钉的螺头及螺母均限位在台阶状安装孔中。

6、作为对上述技术方案的进一步描述：

7、所述弹性装夹组件为一个长螺栓和一对弹簧组成。

8、作为对上述技术方案的进一步描述：

9、所述弹簧为波片弹簧，且对称安装在螺栓两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧。

10、作为对上述技术方案的进一步描述：

11、冷却板和反射镜之间铺设有铟片。

12、作为对上述技术方案的进一步描述：

13、所述反射镜镜体开设的通孔包括贝塞尔点位置。

14、作为对上述技术方案的进一步描述：

15、所述的软性材料为聚四氟乙烯，他们分别设置于l型拉块和反射镜的装夹位置之间、反射镜与背板的装夹位置之间，且两处受力位置连线与反射镜的反射面垂直。

16、作为对上述技术方案的进一步描述：

17、所述背板上的限位槽用于防止拉块滑动的凹槽，保证弹性材料垫块和弹性材料顶柱在受压时受力点不会改变。

18、作为对上述技术方案的进一步描述：

19、所述的反射镜组件通过弹性装夹到平台上，使用的是三组螺旋弹簧作为弹性元件，和安装螺钉一起将反射镜组件固定于平台上。

技术特征：

1.一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，其特征在于：所述装夹结构包括一排用于固定反射镜和冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板组成的反射镜组件整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，弹性装夹组件通过反射镜镜体开的通孔将冷却板弹性装夹紧贴于反射镜两侧边；弹性材料垫块组件用于将反射镜组件通过反射镜的应力槽、l型拉块和弹性材料垫块通过拉顶配合将反射镜组件固定到背板上，之后再整体弹性装夹到支撑平台上。

2.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述弹性装夹组件包括一个长螺钉和一对波片弹簧，波片弹簧对称安装在长螺钉两端，将反射镜两侧的冷却板夹紧；反射镜沿高度方向上贯穿有通孔，冷却板上贯穿设有与通孔相对的冷却板安装孔，长螺钉穿过上下两组冷却板上的冷却板安装孔，螺母通过在长螺钉另一端的拧紧，实现反射镜在两组冷却板之间的定位，同时冷却板安装孔呈台阶状，内设有套设在长螺钉螺杆上的波片弹簧和波片弹簧的挡圈，长螺钉的螺头及螺母均限位在台阶状安装孔中。

3.根据权利要求2所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述反射镜沿长度方向上设置通孔的位置中，包括贝塞尔点。

4.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：冷却板和反射镜之间铺设有铟膜。

5.根据权利要求1或2所述的弱应力装夹结构，其特征在于：弹性材料垫块组件包括l型拉块和弹性材料垫块；所述反射镜上开设有应力槽，应力槽一侧设有l型拉块，l型拉块上设有凹槽，弹性材料垫块一边限位在凹槽中，另一边与反射镜为柱面的线性接触；所述l型拉块尾部通过台阶固定在背板上对应的限位槽里；在弹性材料垫块的受力线上，背板上还设有顶丝孔，顶丝孔内装有顶丝和弹性材料顶柱。

6.根据权利要求5所述的弱应力装夹结构，其特征在于：弹性材料垫块和弹性材料顶柱的材料为聚四氟乙烯，弹性材料垫块和弹性材料顶柱分别设置于l型拉块和反射镜的装夹位置之间和反射镜与背板的装置位置之间，且在同一受力线上，弹性材料垫块和弹性材料顶柱为软性材料。

7.根据权利要求6所述的弱应力装夹结构，其特征在于，背板上的限位槽防止l型拉块滑动，保证弹性材料垫块和弹性材料顶柱在受压时受力点不会改变。

8.根据权利要求1所述的弱应力装夹结构，其特征在于：所述的反射镜组件与背板组成的整体通过弹性装夹到支撑平台上，使用的是三组螺旋弹簧作为弹性元件，和安装螺钉一起固定于支撑平台上。

技术总结本发明公开了一种同步辐射光源中反射镜的弱应力装夹结构，包括一排用于固定反射镜冷却板的弹性装夹组件和将反射镜及冷却板整体弱应力装夹到固定背板上的弹性材料垫块组件，每组弹性装夹组件为一对波片弹簧和一个长螺钉和螺母，一对波片弹簧分别放置于位于反射镜两边的冷却板的台阶孔内，通过螺钉螺母将两块冷却板和反射镜弱应力装夹到一起；冷却板和反射镜之间铺设有铟片改善导热，再将他们通过反射镜的应力槽利用L型拉块和弹性材料垫块整体固定在反射镜背板上，再整体通过弹性装夹到支撑平台上。本发明有效减少或避免反射镜装夹时发生的变形，可实现变形小于100nrad的水平，有效解决高精度光学元件装夹时应力变形关键问题。技术研发人员：周卫云,杜学维,王秋平,魏珅,徐章浪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：2024/6/11