一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体是指一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法。

背景技术

中性密度滤波片主要用于过滤光线，这种滤光效果是无差别滤光，也就是说，中性密度滤波片对各种不同波长的光线的减少能力是同等的、均匀的，只起到减弱光线的作用，而对原物体的颜色不会产生任何影响，因此可以真实再现景物的反差，但是目前中性密度滤波器存在着无法承受较高激光功率的问题。

目前现有技术鲜见公开的中性密度滤波片装置及其制备方法的

发明内容

为了解决上述难题，本发明提供了一种可以耐受较高激光功率CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法。

为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种CVD金刚石中性密度滤光片装置，包括滤波镜片、滤波镜片外框、套框和滤波镜片遮避件，所述滤波镜片外框设于套框内，所述滤波镜片设于滤波镜片外框内，所述滤波镜片为掺杂了石墨的CVD金刚石材质加工而成，所述滤波镜片遮避件设于滤波镜片外表面，所述滤波镜片遮避件为掺杂了石墨的CVD金刚石材质加工而成。

进一步地，所述滤波镜片外框包括滤波镜片外框框架、环形台阶、外框固定外杆、外框固定内杆、卡位杆和复位弹簧，所述环形台阶设于滤波镜片外框框架内，所述环形台阶呈现从外圈到内圈层层递进向中心凹陷的结构，所述环形台阶的最内圈连接于滤波镜片遮避件，所述外框固定外杆设于滤波镜片外框框架的侧面，所述外框固定外杆呈上端开口的中空结构，所述外框固定内杆套接设于外框固定外杆内，所述卡位杆设于外框固定外杆内，所述复位弹簧设于外框固定外杆内，所述复位弹簧设于外框固定内杆下。

进一步地，所述套框呈两端开口地中空结构，所述套框设有固定槽和滑槽，所述固定槽设于且贯穿套框外壁上，所述固定槽以套框圆周方向均匀设有有若干个，所述滑槽设于套框内壁上，所述滑槽为L形凹槽，所述滑槽的端点设于固定槽处。

进一步地，所述滤波镜片所用的原料CVD金刚石掺杂了浓度为20-50ppm的石墨。

进一步地，所述滤波镜片遮避件所用的原料CVD金刚石掺杂了浓度为5000-8000ppm的石墨，所述滤波镜片遮避件厚度为300um。

进一步地，所述滤波镜片外表面和内表面粗糙度不超过Ra＝10nm。

进一步地，所述滤波镜片内表面为凹槽结构。

进一步地，所述滤波镜片外表面为凸槽结构。

本发明还公开了一种CVD金刚石中性密度滤光片装置的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过化学气相沉积法获得CVD金刚石，掺入石墨，使石墨在CVD金刚石内浓度为20-50ppm；

(2)对CVD金刚石进行研磨，使CVD金刚石内表面和外表面粗糙度不超过Ra＝10nm；

(3)激光切割和研磨滤波镜片遮避件，使之厚度为300um。

本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法结构简单，实用性强，设计合理，制备成本不高，提高了收益，该方法制备的中性密度滤光片，光学密度2-4，由于CVD金刚石导热性能好，所以该装置可以承受30kW/mm^2的激光功率密度，在滤波镜片外设置了套框和滤波镜片外框，充分保护了中性密度滤光片的安全，保证了中性密度滤光片的日常使用。

附图说明

图1为本发明一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法的整体结构示意图；

图2为本发明一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法的滤波镜片结构图；

图3为本发明一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法的A处局部放大图；

图4为本发明一种CVD金刚石中性密度滤光片装置及其制备方法的套框结构示意图。

其中，1、滤波镜片，2、滤波镜片遮避件，3、滤波镜片外框，4、套框，5、滤波镜片外框框架，6、外框固定内杆，7、外框固定外杆，8、固定槽，9、环形台阶，10、复位弹簧，11、卡位杆，12、滑槽。

具体实施方式

下面结合具体实施对本发明的技术方案进行进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。

以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。

如图1-4所述，本发明一种CVD金刚石中性密度滤光片装置，包括滤波镜片1、滤波镜片外框3、套框4和滤波镜片遮避件2，所述滤波镜片外框3设于套框4内，所述滤波镜片1设于滤波镜片外框3内，所述滤波镜片1为掺杂了石墨的CVD金刚石材质加工而成，所述滤波镜片遮避件2设于滤波镜片1外表面，所述滤波镜片遮避件2为掺杂了石墨的CVD金刚石材质加工而成。

所述滤波镜片外框3包括滤波镜片外框框架5、环形台阶9、外框固定外杆7、外框固定内杆6、卡位杆11和复位弹簧10，所述环形台阶9设于滤波镜片外框框架5内，所述环形台阶9呈现从外圈到内圈层层递进向中心凹陷的结构，所述环形台阶9的最内圈连接于滤波镜片遮避件2，所述外框固定外杆7设于滤波镜片外框框架5的侧面，所述外框固定外杆7呈上端开口的中空结构，所述外框固定内杆6套接设于外框固定外杆7内，所述卡位杆11设于外框固定外杆7内，所述复位弹簧10设于外框固定外杆7内，所述复位弹簧10设于外框固定内杆6下。

所述套框4呈两端开口地中空结构，所述套框4设有固定槽8和滑槽12，所述固定槽8设于且贯穿套框4外壁上，所述固定槽8以套框4圆周方向均匀设有有若干个，所述滑槽12设于套框4内壁上，所述滑槽12为L形凹槽，所述滑槽12的端点设于固定槽8处。

所述滤波镜片1所用的原料CVD金刚石掺杂了浓度为20-50ppm的石墨。

所述滤波镜片遮避件2所用的原料CVD金刚石掺杂了浓度为5000-8000ppm的石墨，所述滤波镜片遮避件2厚度为300um。

所述滤波镜片1外表面和内表面粗糙度不超过Ra＝10nm。

所述滤波镜片1内表面为凹槽结构。

所述滤波镜片1外表面为凸槽结构。

为了实现上述功能，本发明可以通过以下步骤实现：

(1)通过化学气相沉积法获得滤波镜片1，掺入石墨，使石墨在滤波镜片1内浓度为20-50ppm。

(2)对滤波镜片1进行研磨，使上表面4和下表面5粗糙度不超过Ra＝10nm。

(3)激光切割和研磨滤波镜片遮避件2，使之厚度为300um。

具体使用时，将滤波镜片1放入滤波镜片外框3内，滤波镜片1上表面与环形台阶9最内圈连接，将滤波镜片外框3放入套框4内时，挤压外框固定内杆6，外框固定内杆6陷入外框固定外杆7的中空结构内，从而复位弹簧10受到挤压，外框固定内杆6沿着滑槽12进去套框4，随着滑槽12底面高度增加，复位弹簧10受到的压力越来越大，滤波镜片外框3沿着L形滑槽12竖直进入套框4，直到无法继续进入，旋转滤波镜片外框3，使外框固定内杆6到达固定槽8的位置，复位弹簧10不再受到挤压，复位弹簧10自身形变产生的弹力使外框固定内杆6复原，卡位杆11保证外框固定内杆6仍然在外框固定外杆7内，即滤波镜片外框3被安装在了套框14内部。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。