一种多面体转镜镀膜装夹装置

技术领域

本发明属于光学元件镀膜技术领域，特别是涉及一种多面体转镜镀膜装夹装置。

背景技术

在激光扫描领域，为了实现激光大角度、高速稳定的扫描，通常会使用一个多面体反射镜代替传统的振镜，为了提高光束利用效率，需要在转镜的光学面镀介质多层反射膜或者金属反射膜，薄膜制备采用真空镀膜的工艺方式。真空镀膜是指在一定的真空条件下，采取某种加热方式蒸发镀膜材料并使之气化，气化后的粒子在动能作用下加速上升并附着在多面体转镜表面凝聚成致密的薄膜。

传统对多个侧面镀膜的方式是待一个面镀膜完成后，人工转动下一个待镀面朝向，这种镀膜方式成本高、镀膜效率低且难以保障多个面高均匀的效果，影响激光扫描的重复性和稳定性。公告号为CN108456863A的中国专利公开了一种风镜自动旋转镀膜伞架，这种装置是基于镀膜设备的公转系统，虽然可以实现多个面同时镀膜，但是镀膜元件的横向均匀性并没有得到有效提高，无法达到多面体转镜高均匀性的要求。如何进一步提高大尺寸多面体转镜镀膜均匀性以及镀膜效率，成为亟待解决的技术问题。本发明提出一种多面体转镜镀膜装夹装置夹具，本夹具基于行星系统的公自转结构，利用二维转动系统使得多面体转镜与行星盘同步高速旋转，实现了多面体转镜多个面同时高均匀镀膜。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术达不到多面体转镜镀膜均匀性的目的，本发明提供了一种多面体转镜镀膜装夹装置，其优点是：二维转动系统使得多面体转镜与行星盘同步高速旋转，实现多个面同时镀膜，提高镀膜效率且成本较低，同时达到多面体转镜镀膜高均匀性的要求。

(二)技术方案

为了实现上述镀膜均匀的目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种多面体转镜镀膜装夹装置，包括：支架、轴承库、传动部分、从动部分和供多面体转镜放置的样品台；所述的传动部分由垂直传动轴、异形联轴器和传动扇形齿轮构成，所述的从动部分由横向传动轴和从动扇形齿轮构成；所述的样品台由保护罩、多面体转镜和测试片夹具构成；

所述的支架，由短板和长板呈L型连接而成，所述的短板用于与镀膜设备行星盘相连，且设有供所述的异形联轴器贯穿的通孔，所述的长板设有U型卡槽，所述的轴承库固定于所述U型卡槽内；

所述的轴承库由四个直板围绕而成，且顶部直板和两侧直板上均安装有深沟球轴承；

所述的垂直传动轴的顶端与所述的异形联轴器相连，该垂直传动轴底端穿过所述的轴承库顶部直板深沟球轴承与所述的传动扇形齿轮相连，该传动扇形齿轮与所述的从动扇形齿轮相互啮合，所述的横向传动轴一端经所述的从动扇形齿轮嵌入在所述的轴承库侧板深沟球轴承内，该横向传动轴另一端贯穿所述的轴承库另一侧板深沟球轴承和样品台内的多面体转镜相连。

特别地，所述支架长板上设有U型卡槽，所述的轴承库安装于所述支架长板上并用M8内六角螺丝固定在所述U型卡槽内；

特别地，通过所述U型卡槽调节此装置高度，使所述异形联轴器背离所述垂直传动轴的面与镀膜设备行星转动盘的自转轴底部相抵并用M4内六角螺丝固定；

特别地，所述异形联轴器与所述垂直传动轴顶部连接并用M4柱形螺丝固定；

所述轴承库顶部直板和两侧直板设有通孔，通孔内安装有深沟球轴承；所述垂直传动轴和横向传动轴套入所述深沟球轴承内圈并用卡簧进行固定；

特别地，所述垂直传动轴底部设置有4mm键槽，使用M6平头螺丝将所述传动扇形齿轮固定于所述4mm键槽处；

特别地，所述横向传动轴上设置有4mm键槽，使用M6平头螺丝将所述从动扇形齿轮固定于所述4mm键槽处；

特别地，所述从动扇形齿轮与从动扇形齿轮配比大于等于1：1；所述两个齿轮相互啮合，实现传动部分带动从动部分转动，且转速可控，有利于提高多面体转镜镀膜均匀性；

特别地，所述的测试片夹具内设置有通孔凹槽，所述横向传动轴通过键固定于通孔卡槽内；

特别地，所述的测试片夹具上下对称设有放置测试基片的铝夹具，该铝夹具分别固定于所述测试片夹具上下表面，使得测试基片与所述的多面体转镜的两个光学面相对应，该测试基片用于代替多面体转镜的性能测试。

特别地，所述的保护罩是一个圆筒，所述的圆筒上设有30mm*75mm的长方形口径(口径根据转镜的尺寸可调)，在蒸镀时，蒸发气体通过长方形口径到达多面体转镜光学面上，抑制侧边镀膜带来的不均匀性；圆筒直径略大于转镜直径，使其保证均匀性的同时不干扰转镜的转动；

本多面体转镜装夹装置基于行星系统的公自转结构，利用传动部分和从动部分这样一个二维转动系统使得多面体转镜与行星盘同步高速旋转，同时转镜可以实现垂直方向360°旋转，实现多面体转镜一次性多个面全口径镀膜，提高了多面体转镜多个面同时镀膜的均匀性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)当镀膜设备的行星盘高速旋转时，带动所述的传动部分转动，进而经从动部分带动样品台内的多面体转镜同步高速转动，而且通过调整传动扇形齿轮与从动扇形齿轮配比可以实现转速调整。(2)传动扇形齿轮和从动扇形齿轮相互啮合部分位于轴承库内，避免在镀膜期间因高温导致垂直传动轴和横向传动轴产生应力变形，有利于镀膜夹具的稳定性。(3)所述的保护罩有效抑制转镜侧边膜层沉积，进一步改善多面体镀膜的均匀性，保证了该夹具的实用性。综上所述，该镀膜夹具不仅提高了多面体转镜的膜层均匀性，还提高了多面体转镜镀膜效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明多面体转镜镀膜装置整体结构示意图；

图2为本发明未装保护罩示意图

图3为本发明测试片夹具上视图；

图4为未装保护罩右视图；

图5为横向传动轴示意图；

图6为测试片夹具右视图；

图7为支架示意图；

图8为保护罩示意图；

特别说明，为了更清晰直观地说明本发明装置结构，图2提供未装保护罩的结构图示意图，且所说的“上视图”“右视图”仅为相对视角，不代表为特定方向。

图中：1-传动扇形齿轮；2-从动扇形齿轮；3-轴承库；4-异形联轴器；5-测试片夹具；6-多面体转镜；7-铝夹具；8-压环；9-m10螺帽；10-深沟球轴承；11-垂直传动轴；12-横向传动轴；13-U型卡槽；14、15键槽；16-螺纹线；17-支架；18-通孔凹槽；19-键；20-保护罩；21-长方形口径。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明进行更清楚详尽的描述。

参照图1、2，一种多面体转镜镀膜夹具装置，包括支架、轴承库、传动部分、从动部分和供多面体转镜放置的样品台；支架17短板安装在行星转动公转盘上，将轴承库3安装在支架17长板上U型卡槽13内并用M8内六角螺丝将其固定，轴承库顶部和两侧有深沟球轴承10；在轴承库顶部深沟球轴承内圈插入垂直传动轴11并用卡簧固定，在垂直传动轴11的顶部连接异形联轴器4并用M4柱形螺丝固定；通过U型卡槽13调节高度使异形联轴器4与行星转动盘的自转轴底部相抵并用M4内六角螺丝固定；在垂直传动轴11的底部连接传动扇形齿轮1至4mm键槽14处并用M6平头螺丝将其固定；将传动扇形齿轮2放置在轴承库两侧深沟球轴承之间与传动扇形齿轮1相互啮合；横向传动轴12一端贯穿从动扇形齿轮2嵌入轴承库一侧板深沟球轴承内，该横向传动轴12另一端穿过所述的轴承库另一侧板深沟球轴承依次连接测试片夹具5、多面体转镜6，测试片装夹结构5固定于键槽15处，多面体转镜6用m10螺帽9固定于螺纹线16处；保护罩20上焊接连接片于轴承库3底部相固定；压环8将轴承库与样品台固定；两个齿轮相互啮合部分位于轴承库3内，避免在镀膜期间因高温导致垂直传动轴11和横向传动轴12产生应力变形，有利于提高夹具稳定性；镀膜时保护罩有效抑制转镜侧边膜层沉积，进一步改善多面体镀膜的均匀性；由两个扇形齿轮相互啮合，实现与行星转盘同步高速旋转，同时待镀膜工件垂直360°转动，这大大提高了多面体转镜镀膜的横向均匀性，保证了该夹具的实用性，提高了镀膜效率。