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1、(10)申请公布号 CN 102922404 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102922404 A *CN102922404A* (21)申请号 201210429812.9 (22)申请日 2012.11.01 B24B 29/02(2006.01) (71)申请人 成都精密光学工程研究中心 地址 610041 四川省成都市高新区科园一路 3 号 (72)发明人 谢瑞清 陈贤华 雷向阳 王健 侯晶 袁志刚 钟波 马平 郑楠 廖德锋 李洁 李瑞洁 (74)专利代理机构 成都希盛知识产权代理有限 公司 51226 代理人 蒲敏 (54) 发明名称 板条激光介质端面角度的抛光。
2、装置及其方法 (57) 摘要 本发明提供一种装夹精度高、 通用性好、 可适 应批量化加工的板条激光介质端面角度的抛光装 置及其方法。 板条激光介质端面角度的抛光装置， 由基体、 多个位移可调节的压块以及多颗锁紧螺 钉组成， 在所述基体的侧面上分别设置有支撑板 条激光介质的支撑面， 所述支撑面与所述基体的 该侧面垂直， 所述基体上的支撑面与底面的夹角 与被加工的板条激光介质端面的角度一致， 所述 压块分别固定在基体的侧壁上。采用本发明的装 置及方法可实现各种板条激光介质的批量加工， 通用性好， 可适用于多种常规机床， 加工后的板条 激光介质的端面面形精度可稳定优于 0.1 波长， 角度精度优于 。
3、10 秒， 且一致性好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 由基体 （1） 、 多个位移可调节的压 块 （2） 以及多颗锁紧螺钉 （5） 组成， 在所述基体 （1） 的侧面上分别设置有支撑板条激光介质 （4） 的支撑面 （8） ， 所述支撑面 （8） 与所述基体 （1） 的该侧面垂直， 所述基体 （1） 上的支撑面 （8） 与底面的夹角与被加工的板条激光介质 （4） 端面的角。
4、度一致， 所述压块 （2） 分别固定在 基体 （1） 的侧壁上。 2.如权利要求1所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 所述压块 （2） 上也具有一个与被加工的板条激光介质 （4） 端面的角度一致的斜面。 3. 如权利要求 1 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 在所述支撑 面 （8） 上粘结有支撑基片 （13） ， 在所述基体 （1） 的底面粘结有配盘基片 （7） ， 所述配盘基片 （7） 与支撑基片 （13） 的非粘结表面之间的夹角与所述板条激光介质 （4） 端面的角度一致。 4. 如权利要求 3 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ：。
5、 所述配盘基 片 （7） 采用与被加工的板条激光介质 （4） 硬度相同的激光介质材料制成。 5. 如权利要求 1 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 在所述基体 （1） 的上表面中心位置设置有顶针孔 （9） 。 6. 如权利要求 1 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 还包括有多 个具有圆弧外表面的压板 （3） ， 所述压板 （3） 固定在所述压块 （2） 和基体 （1） 的侧壁上。 7. 如权利要求 6 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 所述多个是 四个， 并且所述四个压板 （3） 的四个圆弧外表面拼成一个完整的圆柱面。 8. 所。
6、权利要求 1 所述的板条激光介质端面角度的抛光装置， 其特征在于 ： 在所述压块 （2） 上设置有 T 型滑槽 （12） 。 9. 板条激光介质端面角度的抛光方法， 其特征在于 ： 该方法包括以下步骤 ： 1） 将板条激光介质 （4） 的端面切割出初始角度， 切割角度精度控制在 “分” 级 ； 2） 将一块标准平板 （6） 水平放置在工作台上， 然后将基体 （1） 放置于标准平板 （6） 上 ； 3） 将多块板条激光介质 （4） 叠加为一组， 将板条激光介质 （4） 的端面紧贴于标准平板 （6） 上， 板条激光介质 （4） 的大面紧贴于基体 （1） 上的支撑基片 （13） 的上表面， 板条激光。
7、介 质 （4） 的侧面紧贴于基体 （1） 的侧面 ； 4） 完成板条激光介质 （4） 的定位后， 用压块 （2） 压紧板条激光介质 （4） ， 然后锁紧压块 （2） ， 再用压板 （3） 对板条激光介质 （4） 的侧面进行紧固， 完成装夹后， 压板 （3） 的四个圆弧 外表面将拼成一个完整的圆柱面 ； 5） 将装夹完成的装置放置于研磨抛光机上进行加工， 当完成板条激光介质 （4） 的研磨 和抛光后， 检测板条激光介质 （4） 端面面形、 角度、 光洁度指标， 合格后下盘。 10. 如权利要求 9 所述的板条激光介质端面角度的抛光方法， 其特征在于 ： 步骤 5） 所 述研磨抛光机为单轴机、 二。
8、轴机或环形抛光机。 权 利 要 求 书 CN 102922404 A 2 1/4 页 3 板条激光介质端面角度的抛光装置及其方法 技术领域 0001 本发明涉及光学加工技术领域， 特别涉及一种板条激光介质端面角度的抛光装置 及其方法。 背景技术 0002 高平均功率的固体激光器以其峰值功率高、 结构紧凑等特点， 在民用 （如激光切 割、 焊接、 热处理、 打标） 、 军用 （如激光雷达、 测距、 光电对抗） 和空间通信等方面展示出重要 的应用前景。 传统的固体激光器由于采用圆棒状激光工作介质， 热效应非常严重， 限制了激 光输出功率及光束质量。采用板条状激光介质可有效改善这一状况。自从 196。
9、9 年美国 GE 公司提出 “zigzag” 板条激光器概念以来， 板条激光器已逐渐成为公认的获得高平均功率的 有效途径之一， 得到了世界各国的广泛研究。 作为高功率板条激光器的核心工作器件， 板条 激光介质元件的加工精度直接影响到激光器的输出光束质量。 随着板条激光器输出功率要 求的不断提升， 所需板条的几何尺寸越来越大， 加工难度和质量要求也越来越高。 0003 为了消除热透镜的影响， 通常板条介质并不做成方形， 而是将两个供振荡激光通 过的端面切割出倾斜的布儒斯特角， 并将介质的两个大面也抛光， 振荡激光在板条介质内 部通过两个大面的全内反射而呈 “之” 字形传播。该板条加工的一个关键难。
10、点在于保证其 端面楔角的加工精度。在传统的加工工艺中， 该端面楔角的加工通常先用角度块定位， 然 后再浇铸石膏的方式进行装夹， 这种装夹方式有两大缺点， 一是装夹精度不高， 二是加工效 率很低， 工艺过程繁难冗长， 不能适应批量化生产。申请号为 90105801.7 的中国专利针对 YAG 板条端面的加工， 提出了一种不锈钢立方块工模夹具， 一定程度上降低了激光板条的加 工难度。但该夹具由于直接在不锈钢立方块四周开斜槽， 而通常的机械加工精度很难保证 该斜槽的角度精度要求， 进而限制了元件的加工精度， 并且该斜槽为固定宽度， 每次只能加 工固定数量 （4 组 24 条） 的工件。 发明内容 0。
11、004 本发明所要解决的技术问题是提供一种装夹精度高、 通用性好、 可适应批量化加 工的板条激光介质端面角度的抛光装置及其方法。 0005 本发明解决技术问题所采用的解决方案是 ： 板条激光介质端面角度的抛光装置， 由基体、 多个位移可调节的压块以及多颗锁紧螺钉组成， 在所述基体的侧面上分别设置有 支撑板条激光介质的支撑面， 所述支撑面与所述基体的该侧面垂直， 所述基体上的支撑面 与底面的夹角与被加工的板条激光介质端面的角度一致， 所述压块分别固定在基体的侧壁 上。 0006 进一步的， 所述压块上也具有一个与被加工的板条激光介质端面的角度一致的斜 面。 0007 进一步的， 在所述支撑面上粘。
12、结有支撑基片， 在所述基体的底面粘结有配盘基片， 所述配盘基片与支撑基片的非粘结表面之间的夹角与所述板条激光介质端面的角度一致。 说 明 书 CN 102922404 A 3 2/4 页 4 0008 进一步的， 所述配盘基片采用与被加工的板条激光介质硬度相同的激光介质材料 制成。 0009 进一步的， 在所述基体的上表面中心位置设置有顶针孔。 0010 进一步的， 还包括有多个具有圆弧外表面的压板， 所述压板固定在所述压块和基 体的侧壁上。 0011 进一步的， 所述多个是四个， 并且所述四个压板的四个圆弧外表面拼成一个完整 的圆柱面。 0012 进一步的， 在所述压块上设置有 T 型滑槽。。
13、 0013 板条激光介质端面角度的抛光方法， 其特征在于 ： 该方法包括以下步骤 ： 0014 1） 将板条激光介质的端面切割出初始角度， 切割角度精度控制在 “分” 级 ； 0015 2） 将一块标准平板水平放置在工作台上， 然后将基体放置于标准平板上 ； 0016 3） 将多块板条激光介质叠加为一组， 将板条激光介质的端面紧贴于标准平板上， 板条激光介质的大面紧贴于基体上的支撑基片的上表面， 板条激光介质的侧面紧贴于基体 的侧面 ； 0017 4） 完成板条激光介质的定位后， 用压块压紧板条激光介质， 然后锁紧压块， 再用压 板对板条激光介质的侧面进行紧固， 完成装夹后， 压板的四个圆弧外。
14、表面将拼成一个完整 的圆柱面 ； 0018 5） 将装夹完成的装置放置于研磨抛光机上进行加工， 当完成板条激光介质的研磨 和抛光后， 检测板条激光介质端面面形、 角度、 光洁度指标， 合格后下盘。 0019 进一步的， 步骤 5） 所述研磨抛光机为单轴机、 二轴机或环形抛光机。 0020 本发明的有益效果 ： 采用本发明的装置及方法可实现各种板条激光介质 （如晶体、 陶瓷、 玻璃等） 的批量加工， 通用性好， 可适用于多种常规机床， 如单轴机、 二轴机、 环形抛光 机等， 加工后的板条激光介质的端面面形精度可稳定优于0.1波长， 角度精度优于10秒， 且 一致性好。 附图说明 0021 图 1。
15、 为本发明的基体的立体图。 0022 图 2 为图 1 在粘结了支撑基片和配盘基片后的侧视图。 0023 图 3 为图 2 的俯视图。 0024 图 4 为本发明的压块的侧视图。 0025 图 5 为本发明装置工作状态的立体图。 0026 图中标记为 ： 1 为基体、 2 为压块、 3 为压板、 4 为板条激光介质、 5 为锁紧螺钉、 6 为 标准平板、 7为配盘基片、 8为支撑面、 9为顶针孔、 10为螺钉孔、 11为减重孔、 12为T型滑槽、 13 为支撑基片。 具体实施方式 0027 本发明的设计原理为 ： 板条激光介质端面加工的角度精度主要依赖于其装夹精 度， 因此设计并制作一个具有高。
16、精度楔角的基体， 通过基体的角度精度来保证被加工板条 的端面角度精度。 通过采用机械式装夹， 可克服传统的石膏浇注装夹方式操作繁琐、 装夹精 说 明 书 CN 102922404 A 4 3/4 页 5 度不高等缺点， 降低了对操作人员的技艺要求， 更加适应于批量生产， 同时， 通过装置外形 的特殊设计， 提高了装置的通用性。 0028 下面结合附图和具体实施例详细阐述本发明的内容， 但不应以此限制本发明的保 护范围。 0029 如图1-图5所示， 本发明的板条激光介质端面角度抛光装置由基体1、 四个位移可 调节的压块 2、 四个具有圆弧外表面的压板 3 以及多颗锁紧螺钉 5 所组成。在方形的。
17、基体 1 的四个侧面上分别设置有支撑板条激光介质 4 的支撑面 8， 支撑面 8 与该基体 1 的侧面垂 直， 并与基体 1 的底面成 夹角， 在支撑面 8 上粘结支撑基片 13。为减小抛光压强并防止 板条激光介质 4 塌边， 在基体 1 的底面粘结配盘基片 7。其中， 基体 1 采用金属材料制成， 压 块 2 和压板 3 采用金属或塑料材料制成， 配盘基片 7 采用与板条激光介质 4 硬度相同的激 光介质材料制成， 支撑基片 13 采用玻璃材料制成。 0030 利用精密光学磨床对配盘基片7与支撑基片13的非粘结表面进行精密磨削加工， 保证基体 1 上支撑面 8 与底面的夹角 ( 即支撑基片 。
18、13 与配盘基片 7 的非粘结表面之间 的夹角 ) 与被加工的板条激光介质 4 端面的设计角度一致。 0031 在基体 1、 压块 2 及压板 3 上可以设置若干的方形或圆形减重孔 11 对整个装置进 行减重， 以减轻板条激光介质 4 抛光后面形的塌边现象。 0032 在压块 2 上设置有 T 型滑槽 12， 在装夹板条激光介质 4 时可通过调节压块 2 的位 置来保证不同数量的板条激光介质 4 的加工需求。锁紧螺钉 5 穿过压块 2 上的 T 型滑槽 12 与基体 1 上的螺钉孔 10， 使四个压块 2 分别固定在基体 1 的四个侧壁上。压块 2 上也具有 一个夹角为 的斜面， 以保证装夹时。
19、压块 2 与板条激光介质 4 紧密而均匀地接触。 0033 四个压板 3 通过锁紧螺钉 5 固定在四个压块 2 和基体 1 的侧壁， 并且四个压板 3 的四个圆弧外表面将拼成一个完整的圆柱面， 配合在基体 1 的上表面中心位置设置的顶针 孔 9， 使得本发明装置可以应用在多种研磨抛光机上， 例如单轴机、 二轴机或环形抛光机。 0034 采用本发明的装置进行板条激光介质端面角度的抛光时， 包括以下步骤 ： 0035 1） 首先将板条激光介质 4 的端面采用常规方法切割出初始角度， 切割角度精度控 制在 “分” 级即可 ； 0036 2） 将一块标准平板 6（平面度达 1m） 水平放置在工作台上，。
20、 然后将基体 1 放置 于标准平板 6 上 ； 0037 3） 将待加工的板条激光介质 4 清洗并干燥后， 多块叠加为一组， 本装置最多可加 工四组， 将板条激光介质 4 的端面紧贴于平板 6 上， 板条激光介质 4 的大面紧贴于基体 1 上 的支撑基片 13 的上表面， 板条激光介质 4 的侧面紧贴于基体 1 的侧面 ； 0038 4） 完成定位后， 如图 5 所示， 用压块 2 压紧板条激光介质 4， 保证用力均匀， 然后用 锁紧螺钉 5 通过基体 1 上的螺钉孔 10 锁紧压块 2， 再用压板 3 及锁紧螺钉 5 对板条激光介 质 4 的侧面进行紧固。完成装夹后， 压板 3 的四个圆弧外。
21、表面将拼成一个完整的圆柱面， 使 得本发明装置可适用于环形抛光机加工， 从而实现更高的加工精度。 0039 5） 将前述装夹完成的装置与板条激光介质 4 作为一个整体， 放置于研磨抛光机上 进行加工。当完成板条激光介质 4 的研磨和抛光后， 检测板条激光介质 4 端面面形、 角度、 光洁度等指标， 合格后进行下盘。 0040 采用本发明可实现多种板条激光介质 （如晶体、 陶瓷、 玻璃等） 的批量加工， 且通用 说 明 书 CN 102922404 A 5 4/4 页 6 性好， 可适用于多种常规机床。经试验测试， 采用本发明加工板条激光介质， 生产效率及加 工精度明显提高， 端面面形精度可稳定优于 0.1 波长， 角度精度优于 10 秒， 且一致性好。 说 明 书 CN 102922404 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102922404 A 7 2/2 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 102922404 A 8 。