新型透射光柵譜儀支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)總體方案研究.pdf

1、新型透射光柵譜儀支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)作為激光裝置運行配套的基本研究項目，主要功能是測量激光裝置X射線光譜。將狹縫、光柵、衰減片和X光CCD相機按光學設計布局進行合理整合，起到避光和支撐調(diào)節(jié)作用；通過離線預先準直，在不破壞激光裝置靶室真空的前提條件下，進行精確瞄準并測量X射線光譜。
　　國內(nèi)目前關于透射光柵譜儀支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)的資料較少，針對新型透射光柵譜儀光學元件的手動、電動旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，光柵的三自由度精確調(diào)節(jié)，誤差的測量與補償?shù)刃鹿δ?、新要求?/p>

2、開展新型透射光柵譜儀支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)的關鍵技術研究，對于研制新型透射光柵譜儀具有重要意義。
　　總體方案設計方面，全面分析了新型透射光柵譜儀的調(diào)節(jié)環(huán)境及對象、各光學元件的安裝調(diào)試流程。提出了由步進電機、失電制動器以及光電式接近開關組合方式解決前置狹縫的繞光軸旋轉(zhuǎn)、讓開光路問題；由步進電機、旋轉(zhuǎn)編碼器、滾珠絲杠副以及十字滑軌副的實現(xiàn)方式解決光柵的沿X、Y向平移，繞光軸旋轉(zhuǎn)問題以及衰減片的沿Y向平移問題。
　　針對新型透射光柵譜儀關

3、于定軸旋轉(zhuǎn)元件的精度要求，建立定軸旋轉(zhuǎn)理論模型，分析結(jié)果表明以高精度調(diào)節(jié)螺紋副和壓縮彈簧的實現(xiàn)方式能夠很好的滿足其精度要求。針對前后屏蔽管組件的通氣避光性要求，引入‘光迷宮孔’式設計，實踐表明此方式能完全滿足其打靶試驗要求。針對譜儀整體的氣密性和真空控制要求，提出在所有真空-大氣接觸面處使用O型密封圈、銅圈密封以及在所有由真空引至大氣環(huán)境的電線使用電連接器的方式來實現(xiàn)。
　　誤差控制方面，分析了系統(tǒng)的誤差源，并針對各光學元件的誤差

4、來源，提出各光學元件的誤差補償方案。建立誤差補償方程，經(jīng)過多次試驗得出最佳補償值，較好的解決了各光學元件的精度問題。
　　以光柵調(diào)節(jié)底板、衰減片調(diào)節(jié)底板為例，對新型透射光柵譜儀支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)關鍵件運用Pro/E軟件進行三維建模，運用ANSYSWorkbench有限元軟件進行動靜態(tài)分析，得到兩者的整體變形云圖、等效應力云圖和前4階模態(tài)振型云圖。結(jié)果表明關鍵件的剛度、強度均滿足設計要求，前4階固有頻率均大于靶室環(huán)境基頻20Hz，不會發(fā)生