摘要
大型高功率固体激光装置通常要求总的打靶精度为几十微米,这对结构的稳定性设计提出了很高的要求。本文以一大型激光装置为背景,以关键光机系统为例进行稳定性设计。通过采用钢筋混凝土建筑结构、一体化结构和桁架结构、隔离振动源增加结构刚度等方式减小光机结构对环境振动的响应,提高结构的稳定性。然后,应用有限元理论对关键光学元件及其支撑结构的稳定性进行分析,以验证光机结构设计的合理性。分析结果显示,该系统中腔镜的最大转角为0.14μrad,注入系统角漂元件的最大转角为0.423μrad,光束切换模块反射镜的最大转角为0.394μrad。计算结果表明:设计的结构合理可行,关键光学元件均满足稳定性设计指标的要求,且裕度系数>1.5。
Large high-power solid-state laser facilities have a very high requirement for the total posi- tioning error budget（〈50 μm in general）, so it is a very important to improve the stability of struc- ture design. In this paper,the stability design is illustrated for several key optical and mechanical sys- tems in the large laser facility. Then,several kinds of methods,such as reinforced concrete supports, truss structures, vibration isolation,integrated design and inhencing structure rigidness are used to re- duce the effect of optical and mechanical structures on the ambient vibration and to improve the struc- ture stablility,and finite element models are established to analyse the stablility of the key optical ele- ments and support structures and to verify that the structure design is reasonable or not. The results show that the maximum rotation angles of key optical elements, i.e. cavity mirrors, Injection Mirror （IM）, and the mirror in beam switch module are 0.14, 0. 423, and 0. 394μrad, respectively,and their design margins are greater than 1.5. These tures can satisfy the design indices for stability.
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第10期2411-2417,共7页
Optics and Precision Engineering
基金
国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2007AA804217)
关键词
高功率固体激光装置
光学元件
支撑结构
稳定性
high-power solid-state laser facility
optical element
support structure
stability
作者简介
谢娜（1976-），女．山西运城人，研究实习员，1999年于清华大学获得学士学位，2002年于新加坡国立大学获得硕士学位，主要从事高功率固体激光装置精密光机系统的设计与研究。E—mail：naxie@126．com
周海（1969-），男，四川安县人，研究员，1991年于西北工业大学获得学士学位．2003年于四JI』大学获得硕士学位，主要从事高功率固体激光装置精密光机系统的设计与研究。E-mail：a697097@163．com
张军伟（1981-），男，河南沈丘人，博士研究生，2004年于四川大学获得学士学位，主要研究方向为高功率固体激光装置精密光机系统的设计与分析。E—mail：zjw425@163．com
林东晖（1970-），男，浙江宁波人，高级工程师，1992年于四川工业学院获得学士学位，主要从事高功率固体激光装置精密光机系统的设计与研究。E—mail：dhlin@sohu．com
陈良明（1972-），男，四川威远人，高级工程师，1995年于四川大学获得学士学位，主要从事高功率固体激光装置精密光机系统的设计与研究。E-mail：chenliangminga@163．com
