專利名稱：晶體控溫裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及的是一種應(yīng)用在皮秒紫外激光器上的晶體控溫裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
皮秒紫外激光器已經(jīng)在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、通信以及大科學(xué)工程等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，皮秒紫外激光器的一個(gè)重要參數(shù)是運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，包括時(shí)間穩(wěn)定性 (脈沖寬度和重復(fù)頻率的抖動(dòng))、空間穩(wěn)定性(模式的變化)和功率穩(wěn)定性(脈沖能量的起伏)。目前在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和大的科學(xué)工程的應(yīng)用中，皮秒紫外激光器的長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的。目前皮秒紫外激光器普遍采用控溫爐對(duì)倍頻晶體實(shí)現(xiàn)控溫，但是對(duì)于高重復(fù)頻率工作，平均功率在瓦級(jí)以上，晶體吸收紫外光，具有嚴(yán)重的熱效應(yīng)，晶體內(nèi)部溫度長時(shí)間升高，不能有效的散熱，導(dǎo)致晶體發(fā)生熱畸變，光束模式變壞，功率下降，從而使得皮秒紫外激光器不能長時(shí)間穩(wěn)定工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種晶體控溫裝置，旨在解決現(xiàn)有的皮秒紫外激光器不能有效散熱的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種晶體控溫裝置，包括熱沉、晶體固定裝置和基座，所述晶體固定裝置通過第一固定裝置固定在熱沉的上部，所述晶體固定裝置和熱沉共同形成晶體容納腔，所述熱沉的下部通過第二固定裝置固定在基座上，所述熱沉的中部設(shè)置有散熱管道，在散熱管道的兩端設(shè)置有閥門，用于連接外界的散熱源。所述的晶體控溫裝置，其中，在熱沉的上部還設(shè)置有熱敏電阻容納腔，所述熱敏電阻容納腔靠近晶體容納腔設(shè)置。所述的晶體控溫裝置，其中，所述第一固定裝置包括第一螺釘、貫通晶體固定裝置的第一通孔、設(shè)置在熱沉上部的第一螺孔，所述第一螺釘穿過第一通孔與第一螺孔螺接。所述的晶體控溫裝置，其中，所述第二固定裝置包括第二螺釘、貫通熱沉下部的第二通孔、設(shè)置在基座上的第二螺孔，所述第二螺釘穿過第二通孔與第二螺孔螺接。所述的晶體控溫裝置，其中，所述第一螺釘采用導(dǎo)熱材料制作。 所述的晶體控溫裝置，其中，所述第二螺釘采用隔熱材料或者絕熱材料制作。所述的晶體控溫裝置，其中，所述基座上還設(shè)置有晶體位置調(diào)節(jié)裝置。所述的晶體控溫裝置，其中，所述晶體位置調(diào)節(jié)裝置包括四個(gè)第三螺孔和兩個(gè)第三通孔，所述四個(gè)第三螺孔均勻分布在基座的四個(gè)角落處，所述兩個(gè)第三通孔分布在基座的兩端。所述的晶體控溫裝置，其中，所述第三螺孔的直徑是2mm-4mm，所述第三通孔的直徑是 4mm-6mm。所述的晶體控溫裝置，其中，所述熱沉和基座的材料是紫銅、銀或白寶石。所述的晶體控溫裝置，其中，所述第二通孔為長形通孔。所述的晶體控溫裝置，其中，所述長形通孔呈圓角矩形，寬度為5mm，長度為20mm， 所述第二螺孔的直徑為4mm。所述的晶體控溫裝置，其中，所述閥門是即插即拔水嘴。此外，還提供一種上述晶體控溫裝置的使用方法，包括將晶體用銦箔包裹，通過晶體固定裝置將晶體固定在晶體容納腔中；將涂滿導(dǎo)熱膠的熱敏電阻放入熱敏電阻容納腔中；將基座與激光器的機(jī)殼底板接觸，并將接觸面中間涂滿導(dǎo)熱硅脂；將閥門與外界的散熱源連接。本發(fā)明的有益效果在使用上述晶體控溫裝置時(shí)，晶體放置在熱沉的上部，熱沉的下部與基座接觸，熱沉中部的散熱管道通過閥門與外界的散熱源連接以構(gòu)成循環(huán)散熱系統(tǒng)，基座與激光器的機(jī)殼底板接觸，從而使得晶體產(chǎn)生的熱量能通過熱沉、循環(huán)散熱系統(tǒng)、 基座、機(jī)殼底板有效的散失。因此采用上述晶體控溫裝置能解決皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦級(jí)以上、重復(fù)頻率在兆赫茲以上的連續(xù)鎖模皮秒紫外激光器)的散熱問題， 使皮秒紫外激光器能夠穩(wěn)定功率且連續(xù)工作在4個(gè)小時(shí)以上，滿足工業(yè)需求。


圖1是晶體控溫裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中熱沉的仰視圖；圖3是圖1中基座的仰視圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，應(yīng)用在皮秒紫外激光器中的晶體控溫裝置包括熱沉1、晶體固定裝置 2和基座5。晶體固定裝置2通過第一固定裝置12固定在熱沉1的上部。晶體固定裝置2 和熱沉1共同形成晶體容納腔4，用于放置晶體。在熱沉1的上部還設(shè)置有熱敏電阻容納腔 3，用于放置熱敏電阻。并且熱敏電阻容納腔3盡可能靠近晶體容納腔4設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)最近距離實(shí)時(shí)探測(cè)晶體溫度。熱沉1的下部通過第二固定裝置11固定在基座5上。熱沉1和基座5的材料可以是導(dǎo)熱性能好的任何材料，例如紫銅、銀、白寶石等。熱沉1設(shè)置有散熱管道14，晶體可以是倍頻晶體或四倍頻晶體。第一固定裝置12由第一螺釘、貫通晶體固定裝置2的第一通孔、設(shè)置在熱沉1上部的第一螺孔構(gòu)成，所述第一螺釘穿過第一通孔與第一螺孔螺接。第一螺釘由導(dǎo)熱材料制作。此外，第一固定裝置12也可以采用卡接的方式。第二固定裝置11由第二螺釘、貫通熱沉1下部的第二通孔、設(shè)置在基座5上的第二螺孔構(gòu)成，所述第二螺釘穿過第二通孔與第二螺孔螺接。第二螺釘采用隔熱材料或者絕熱材料制作，也可采用不導(dǎo)熱墊片，使螺釘不與熱沉接觸。
此外，第二固定裝置11也可以采用卡接的方式。請(qǐng)參閱圖2，熱沉1的中部設(shè)置有散熱管道14，散熱管道14的形狀、寬度、長度、高度可根據(jù)熱沉1的尺寸適當(dāng)選擇(例如可以為螺旋線形、之字形等等)，無嚴(yán)格要求。在散熱管道14的兩端設(shè)置有閥門8，閥門8與外界的散熱源連接，從而構(gòu)成循環(huán)散熱系統(tǒng)，將晶體通過熱沉1傳導(dǎo)的熱帶走，實(shí)現(xiàn)精確控溫。優(yōu)選的，閥門8可以是即插即拔水嘴，外界的散熱源可以是水箱。當(dāng)然，也可以采用水銀、導(dǎo)熱油等傳熱性較好的液體來代替水。請(qǐng)一并參閱圖3，第二通孔10為長形通孔，第二螺釘穿過第二通孔10與第二螺孔 9連接，第二通孔10的作用是調(diào)節(jié)最佳匹配角前后距離。第二通孔10呈圓角矩形，寬度為 5mm，長度為20mm，第二螺孔9的直徑為4mm。基座5上還設(shè)置有晶體位置調(diào)節(jié)裝置，具體的，晶體位置調(diào)節(jié)裝置包括四個(gè)第三螺孔7和兩個(gè)第三通孔6，四個(gè)第三螺孔7均勻分布在基座的四個(gè)角落處，兩個(gè)第三通孔6 分布在基座5的兩端，第三螺孔7和第三通孔6用來實(shí)現(xiàn)四頂兩壓功能，調(diào)節(jié)晶體的位置， 滿足晶體匹配角。第三螺孔7的直徑是2mm-4mm，第三通孔6的直徑是4mm-6mm，這樣可以達(dá)到最好的穩(wěn)定性。與第三螺孔7適配的螺釘為細(xì)螺紋的圓頭螺釘，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)接觸，且能精細(xì)調(diào)節(jié)。此外，也可采用平頭螺釘。在本實(shí)施例中，基座5每一端的第三通孔6可以位于該端兩個(gè)第三螺孔7的中心。上述晶體控溫裝置的使用方法如下將晶體用銦箔包裹，通過晶體固定裝置2將晶體固定在晶體容納腔4中。將涂滿導(dǎo)熱膠的熱敏電阻放入熱敏電阻容納腔3中。將基座5與激光器的機(jī)殼底板接觸，接觸面中間涂導(dǎo)熱硅脂。將閥門8與外界的散熱源連接。在使用上述晶體控溫裝置時(shí)，晶體放置在熱沉1的上部，熱沉1的下部與基座5接觸，熱沉1中部的散熱管道通過閥門8與外界的散熱源連接以構(gòu)成循環(huán)散熱系統(tǒng)，基座5與激光器的機(jī)殼底板接觸，從而使得晶體產(chǎn)生的熱量能通過熱沉1、循環(huán)散熱系統(tǒng)、基座5、機(jī)殼底板有效的散失。因此采用上述晶體控溫裝置能解決皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦級(jí)以上、重復(fù)頻率在兆赫茲以上的連續(xù)鎖模皮秒紫外激光器)的散熱問題，使皮秒紫外激光器能夠穩(wěn)定功率且連續(xù)工作在4個(gè)小時(shí)以上，滿足工業(yè)需求。上述晶體控溫裝置除了應(yīng)用在皮秒紫外激光器上之外，還可以應(yīng)用在需要散熱的任何激光器中。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種晶體控溫裝置，其特征在于，包括熱沉、晶體固定裝置和基座，所述晶體固定裝置通過第一固定裝置固定在熱沉的上部，所述晶體固定裝置和熱沉共同形成晶體容納腔， 所述熱沉的下部通過第二固定裝置固定在基座上，所述熱沉的中部設(shè)置有散熱管道，在散熱管道的兩端設(shè)置有閥門，用于連接外界的散熱源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，在熱沉的上部還設(shè)置有熱敏電阻容納腔，所述熱敏電阻容納腔靠近晶體容納腔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第一固定裝置包括第一螺釘、貫通晶體固定裝置的第一通孔、設(shè)置在熱沉上部的第一螺孔，所述第一螺釘穿過第一通孔與第一螺孔螺接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第二固定裝置包括第二螺釘、貫通熱沉下部的第二通孔、設(shè)置在基座上的第二螺孔，所述第二螺釘穿過第二通孔與第二螺孔螺接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第一螺釘采用導(dǎo)熱材料制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第二螺釘采用隔熱材料或者絕熱材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述基座上還設(shè)置有晶體位置調(diào)節(jié)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述晶體位置調(diào)節(jié)裝置包括四個(gè)第三螺孔和兩個(gè)第三通孔，所述四個(gè)第三螺孔均勻分布在基座的四個(gè)角落處，所述兩個(gè)第三通孔分布在基座的兩端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第三螺孔的直徑是 2mm-4mm,所述第三通孔的直徑是4mm-6mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述熱沉和基座的材料是紫銅、銀或白寶石。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述第二通孔為長形通孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述長形通孔呈圓角矩形，寬度為5mm，長度為20mm，所述第二螺孔的直徑為4mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控溫裝置，其特征在于，所述閥門是即插即拔水嘴。
14.一種權(quán)利要求2所述的晶體控溫裝置的使用方法，其特征在于，包括將晶體用銦箔包裹，通過晶體固定裝置將晶體固定在晶體容納腔中；將涂滿導(dǎo)熱膠的熱敏電阻放入熱敏電阻容納腔中；將基座與激光器的機(jī)殼底板接觸，并將接觸面中間涂滿導(dǎo)熱硅脂；將閥門與外界的散熱源連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體控溫裝置及其使用方法。該晶體控溫裝置，包括熱沉、晶體固定裝置和基座，所述晶體固定裝置通過第一固定裝置固定在熱沉的上部，所述晶體固定裝置和熱沉共同形成晶體容納腔，所述熱沉的下部通過第二固定裝置固定在基座上，所述熱沉的中部設(shè)置有散熱管道，在散熱管道的兩端設(shè)置有閥門，用于連接外界的散熱源。采用本發(fā)明能解決皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦級(jí)以上、重復(fù)頻率在兆赫茲以上的連續(xù)鎖模皮秒紫外激光器)的散熱問題，使皮秒紫外激光器能夠穩(wěn)定功率且連續(xù)工作在4個(gè)小時(shí)以上，滿足工業(yè)需求。
文檔編號(hào)H01S3/042GK102377093SQ201010262439
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者樊仲維, 牛崗, 麻云鳳 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院光電研究院, 北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司