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中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

作者:admin发布时间:2020-09-16分类:产业动态浏览:2评论:0


导读:原题目:中物院激光聚变研究所大口径强激光光学元件超精密机械制造技术性研究成果文章内容|樊非,徐曦,许乔,等.大口径强激光光学元...
原题目:中物院激光聚变研究所大口径强激光光学元件超精密机械制造技术性研究成果

文章内容 | 樊非, 徐曦, 许乔, 等. 大口径强激光光学元件超精密机械制造技术性研究成果[J]. 光电工程, 2020, 47(8): 200135.

选题背景

现如今经营规模较大、构造最繁杂且针对性很强的用以惯性力管束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)科学研究的大功率固态激光设备,对激光光学元件拥有 巨大需要量。这种激光光学元件,包含聚磷酸盐钕夹层玻璃放大片、平面图反射镜片、非球面聚焦点镜片、透射元器件,及其大口径离散系统激光晶体等。此类光学元件必须在极其苛刻的精密度操纵指标值下,且考虑极低缺点的操纵规定下开展生产制造。为确保获得理想的激光光线品质,并完成高通量测序标准下的平稳运作,另外考虑组合化、模块化设计和紧凑型化的研发总体目标,对大口径强激光光学元件的生产制造明确提出了效率高、大批量化、产品化的规定,变成科学研究的突破点和关键总体目标。

因此中物院激光聚变研究所优秀电子光学生产制造精英团队明确提出了以“超高精密、可预测性”为关键的强激光光学元件全步骤生产制造方式。对于软脆激光晶体原材料元器件生产制造要求,提升了点射金钢石超高精密钻削技术性;对于硬脆熔石英石原材料元器件生产制造要求,提升了非球面超高精密数控机床切削与可预测性打磨抛光等核心技术。

科学研究闪光点

中国工程物理研究院激光聚变研究所优秀电子光学生产制造精英团队根据具体描述文章内容,集中化展现了近些年大口径强激光光学元件超精密机械制造技术性的关键研究成果。

点射金钢石超高精密钻削

做为现阶段唯一适用大功率激光设备的大口径晶体元器件——KDP(Potassium dihydrogen phosphate,磷酸二氢钾)晶体,其易潮解、对溫度转变比较敏感、易裂开的特点不利生产加工。对于大口径软脆KDP晶体元器件的大批量生产制造要求,科学研究精英团队从晶体原材料的基础物理性能考虑,创建KDP晶体的本构模型,根据综合性基础理论剖析及试验結果,明确提出了脆-塑混和钻削方式下光洁表面的产生标准,创造发明了根据频域偏差分派的超高精密飞切数控车床设计方法。点射金钢石超高精密钻削技术性和机器设备的发展趋势,使大口径软脆KDP晶体元器件高精密大批量生产制造得到完成。

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

图1 KDP晶体脆-塑变化深层模拟仿真結果。(a)0°方位模拟仿真結果;(b)45°方位模拟仿真結果

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非球面超高精密数控机床切削

大功率激光设备所需非球面聚焦点镜片一般 为高次斜面、类随意斜面,且呈非转动对称设计方案。科学研究精英团队联合国组织内优点能量,独立研发出了大口径非球面光学元件超高精密数控机床切削数控车床,该数控车床对500 mm×500 mm规格离轴非球面元器件开展切削生产加工,其面形偏差PV值做到3.3 μm,亚表面缺点深层在5 μm之内。非球面超高精密数控机床切削技术性与武器装备的发展趋势,提升了金刚石砂轮的高精密整修技术性,使非球面元器件的生产加工完成了高精密、自动化技术大批量生产制造。

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

图2 离轴非球面元器件切削面型偏差、亚表面缺点深层結果。

(a) 面型偏差結果;(b) 亚表面缺点深层結果

超高精密可预测性打磨抛光

紧紧围绕超高精密可预测性打磨抛光的要求,关键发展趋势了气襄高效率打磨抛光、可预测性全口径打磨抛光、不张扬规章制度实用工具数控机床打磨抛光、磁流变性生产加工等技术性与武器装备,较早期加工工艺提升了高效率,解决了打磨抛光元器件原材料表面精密度可预测性操纵与表面缺点操纵等核心技术难题,完成了大口径强激光光学元件全频段精密度高效率收敛性。

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

图3 非球面元器件气襄打磨抛光与磁流变性打磨抛光实体图。

(a)气襄打磨抛光实体图;(b)磁流变性打磨抛光实体图

毕业论文连接:

大口径强激光光学元件超精密机械制造技术性研究成果

中物院激光聚变研究中心大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展

科学研究团队简介

中物院激光聚变研究所优秀电子光学生产制造精英团队长期性着眼于强激光光学元件超精密机械制造技术性科学研究,得到 了包含我国高新科技重特大重点、863计划、国防安全基本科学研究、国防安全基本提升方案、自然科学基金等以内的适用,曾获省级高新科技奖赏20多项,包含部队科技创新一等奖4项,国防安全科技进步一等奖1项,省部级技术性创造发明一等奖1项。近些年,中物院激光聚变研究所优秀电子光学生产制造精英团队在International Journal of Machine Tools & Manufacurte、Journal of the American Ceramic Society、Optics Letters、Optics ExpressApplied Surface ScienceLaser Physics Letters、Applied Optics 等国际性学术刊物上发布SCI论文200余篇。

标签:激光元件制造聚变光学大口径精密研究中心晶体知识科普


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