專利名稱：非線性晶體溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非線性晶體溫度控制裝置。
背景技術(shù)：
固體激光在工業(yè)加工、信息傳輸、遠(yuǎn)程傳感等領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。目前，發(fā)展最成熟的是輸出波長(zhǎng)為1 μ m左右的固體激光器，其激光增益介質(zhì)包括Nd:YAG、 %:YAG、Nd:YV04、Nd:YLF和釹玻璃等。為滿足激光加工、顯示和表演等應(yīng)用的需求，通常需要在激光器中加入二倍頻系統(tǒng)，得到0. 5 μ m左右的綠光輸出，還可進(jìn)一步加入三倍頻、四倍頻系統(tǒng)等得到紫外和深紫外輸出。為得到更長(zhǎng)波長(zhǎng)的激光輸出，可加入光參量振蕩系統(tǒng)。 倍頻系統(tǒng)和光參量振蕩系統(tǒng)都是常用的激光非線性頻率變換系統(tǒng)。激光非線性頻率變換系統(tǒng)通常由非線性晶體、溫度控制結(jié)構(gòu)和溫度控制電路組成。為了得到穩(wěn)定和高效的激光非線性頻率變換輸出，一般將非線性晶體的溫度控制在高于激光器腔內(nèi)溫度的某一個(gè)溫度點(diǎn)上。如二倍頻LBO晶體的典型控制溫度是150度，三倍頻LBO晶體的典型控制溫度是60度。而激光器腔內(nèi)溫度通常為30度。如果不采用隔熱措施，溫度控制結(jié)構(gòu)會(huì)快速的將熱量擴(kuò)散到激光器腔體內(nèi)，導(dǎo)致腔內(nèi)溫度快速升高，影響溫控精度和激光器工作穩(wěn)定性和可靠性，還會(huì)導(dǎo)致溫控結(jié)構(gòu)的功耗過高。此外，在高溫下，由于非線性晶體和夾持結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)不同，易于在兩者之間形成應(yīng)力，影響非線性頻率變換效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致非線性晶體破裂，因此，溫度控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何隔離非線性晶體的熱量，使其不擴(kuò)散到激光器腔內(nèi)。( 二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種非線性晶體溫度控制裝置，包括非線性晶體基座、非線性晶體壓塊，所述非線性晶體壓塊用于緊壓置于所述非線性晶體基座中的非線性晶體，還包括保溫殼，所述非線性晶體基座和非線性晶體壓塊位于所述保溫殼中。其中，非線性晶體基座上設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)上有第一安裝孔，所述保溫殼上設(shè)有與所述第一安裝孔相配合的第二安裝孔，用于將所述非線性晶體基座固定在所述保溫殼內(nèi)。其中，所述保溫殼包括側(cè)壁、第一壓片及第二壓片，所述第一壓片和第二壓片通過各自的安裝孔及所述側(cè)壁兩端的安裝孔分別安裝在側(cè)壁的兩個(gè)端面。其中，所述側(cè)壁的材料為聚醚砜。其中，第一壓片和第二壓片的材料為聚四氟乙烯。其中，所述非線性晶體基座上還設(shè)有至少一個(gè)加熱棒安裝空間，所述第一壓片或/ 和第二壓片上設(shè)置有與所述加熱棒安裝空間相配合的通孔。其中，所述非線性晶體基座上還設(shè)有至少一個(gè)熱敏電阻安裝空間，所述第一壓片
3或/和第二壓片上設(shè)置有與所述熱敏電阻安裝空間相配合的通孔。其中，所述第一壓片或/和第二壓片上設(shè)置有激光通孔。其中，所述非線性晶體壓塊上設(shè)有彈性部件安裝槽。其中，所述非線性晶體基座和非線性晶體壓塊的材料是鋁、銅、鐵、鋁合金、銅合金、鐵合金、陶瓷中的任何一種。(三)有益效果本發(fā)明的非線性晶體溫度控制裝置通過保溫殼實(shí)現(xiàn)了對(duì)非線性晶體熱量的隔離， 使其不擴(kuò)散到激光器腔內(nèi)，保證了固體激光器的穩(wěn)定工作。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種非線性晶體溫度控制裝置中非線性晶體基座結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)為正視圖，(b)為立體圖；圖2(a)為圖1中的非線性晶體基座中非線性晶體安裝示意圖的，正視圖；圖2(b)為圖1中的非線性晶體基座中非線性晶體安裝示意圖的，附視圖；圖3是與圖1中的非線性晶體基座結(jié)構(gòu)性配合的非線性晶體壓塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是非線性晶體基座和非線性晶體壓塊配合后彈簧圈安裝示意圖；圖5(a)是本發(fā)明實(shí)施例的一種非線性晶體溫度控制裝置中非線性晶體基座、非線性晶體壓塊及保溫殼(側(cè)壁)的安裝完成后的示意圖；圖5(b)是圖5(a)的展開示意圖；圖6(a)是圖5(a)中第一壓片的安裝示意圖；圖6(b)是圖5(a)中第二壓片的安裝示意圖。附圖標(biāo)記說明1-非線性晶體基座，2-非線性晶體安裝槽，3-加熱棒安裝孔，4-熱敏電阻安裝孔， 5-凸臺(tái)，6-螺紋孔，7-非線性晶體壓塊，8-彈簧圈安裝槽，9-非線性晶體，10-保溫殼側(cè)壁， 11-保溫殼側(cè)壁上的螺紋孔，12-第一壓片，13-第二壓片，14-第一壓片上的安裝孔，15-第二壓片上的安裝孔，16-彈簧圈，17-與加熱棒安裝孔3配合的通孔，18-與熱敏電阻安裝孔 4配合的通孔，19-保溫殼側(cè)壁上與螺紋孔6配合的通孔，20-第一壓片12上的激光通孔， 21-第二壓片13上的激光通孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。如圖1 圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種非線性晶體溫度控制裝置結(jié)構(gòu)各部分的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，為非線性晶體基座結(jié)構(gòu)示意圖，非線性晶體基座1上有非線性晶體安裝槽2、加熱棒安裝空間(本實(shí)施例為加熱棒安裝孔3，也可以是槽狀結(jié)構(gòu))、熱敏電阻安裝空間(本實(shí)施例為熱敏電阻安裝孔4，也可以是槽狀結(jié)構(gòu))、凸臺(tái)5及凸臺(tái)5中的螺紋孔6， 為安裝穩(wěn)定本實(shí)施例中設(shè)有兩個(gè)凸臺(tái)5和螺紋孔6。圖2為非線性晶體安裝在非線性晶體基座1中的示意圖，非線性晶體9安裝到非線性晶體基座1的安裝槽2內(nèi)。
如圖3所示，為非線性晶體壓塊7的結(jié)構(gòu)示意圖，非線性晶體壓塊7上有彈簧圈 (也可以是其它彈性部件，如橡皮圈)安裝槽8。如圖4所示，為彈簧圈安裝示意圖，非線性晶體壓塊7壓在非線性晶體9的上表面，彈簧圈16安裝在彈簧圈安裝槽8內(nèi)，將非線性晶體基座1和非線性晶體壓塊7箍緊，以壓緊非線性晶體9。本實(shí)施例中，非線性晶體基座1和非線性晶體壓塊7的材料是鋁、銅、 鐵、鋁合金、銅合金、鐵合金、陶瓷中的任何一種。非線性晶體9的材料是KDP、KD*P、⑶*A、 ADP、KTP、KTA、LBO、CLBO, BBO、LiNbO3 中的任何一種。如圖5和圖6所示，本實(shí)施例的保溫殼包括側(cè)壁10、第一壓片12及第二壓片13。 圖5(a)為保溫殼側(cè)壁10的安裝示意圖，圖5(b)為(a)的展開圖，側(cè)壁10通過其上的通孔 19與非線性晶體基座1上的螺紋孔6配合，使非線性晶體基座1固定在側(cè)壁10與第一壓片 12及第二壓片13形成的空腔中。本實(shí)施例中，有兩組通孔19 (共四個(gè)，一組兩個(gè))，可以通過螺紋孔6和任何一組通孔19配合將非線性晶體基座1固定在上述空腔中。由于在非線性晶體基座1上只有凸臺(tái)5的底面與保溫殼的側(cè)壁10接觸，且接觸面積很小，熱傳導(dǎo)速率很低。當(dāng)然保溫殼并不限于本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，只要形成一個(gè)能夠容納非線性晶體基座及非線性晶體壓塊等的空腔即可。圖6為端面壓片安裝示意圖，圖6(a)所示，第一壓片12通過安裝孔14和側(cè)壁上的螺紋孔11安裝到保溫殼側(cè)壁10上。圖6(b)所示第二壓片13通過安裝孔15和側(cè)壁上的螺紋孔11安裝到保溫殼側(cè)壁10上。第一壓片12上設(shè)有激光通孔20，供激光通過照射到非線性晶體9上，第二壓片13上設(shè)有激光通孔21、與加熱棒安裝孔3配合的通孔17和與熱敏電阻安裝孔4配合的通孔18。加熱棒插入到加熱棒安裝孔3后其導(dǎo)線從通孔17導(dǎo)出，同理，熱敏電阻插入到熱敏電阻安裝孔4后其導(dǎo)線從通孔17導(dǎo)出。當(dāng)然，第一壓片12上也可以設(shè)有如第二壓片13上的通孔17和18，以方便導(dǎo)線的導(dǎo)出。本實(shí)施例中側(cè)壁10所用材料為聚醚砜，第一壓片12和第二壓片13所用材料為聚四氟乙烯，這兩種材料均為低熱導(dǎo)率材料。側(cè)壁10、第一壓片12和第二壓片13構(gòu)成的腔體只通過第一壓片12和第二壓片13上的孔與外界進(jìn)行熱對(duì)流交換，因而具有較好的隔熱特性。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種非線性晶體溫度控制裝置，包括非線性晶體基座、非線性晶體壓塊，所述非線性晶體壓塊用于緊壓置于所述非線性晶體基座中的非線性晶體，其特征在于，還包括保溫殼，所述非線性晶體基座和非線性晶體壓塊位于所述保溫殼中。
2.如權(quán)利要求1所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，非線性晶體基座上設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)上有第一安裝孔，所述保溫殼上設(shè)有與所述第一安裝孔相配合的第二安裝孔， 用于將所述非線性晶體基座固定在所述保溫殼內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述保溫殼包括側(cè)壁、第一壓片及第二壓片，所述第一壓片和第二壓片通過各自的安裝孔及所述側(cè)壁兩端的安裝孔分別安裝在側(cè)壁的兩個(gè)端面。
4.如權(quán)利要求3所述的非線性晶體溫度控制裝，其特征在于，所述側(cè)壁的材料為聚醚砜。
5.如權(quán)利要求3所述的非線性晶體溫度控制裝，其特征在于，第一壓片和第二壓片的材料為聚四氟乙烯。
6.如權(quán)利要求3所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述非線性晶體基座上還設(shè)有至少一個(gè)加熱棒安裝空間，所述第一壓片或/和第二壓片上設(shè)置有與所述加熱棒安裝空間相配合的通孔。
7.如權(quán)利要求3所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述非線性晶體基座上還設(shè)有至少一個(gè)熱敏電阻安裝空間，所述第一壓片或/和第二壓片上設(shè)置有與所述熱敏電阻安裝空間相配合的通孔。
8.如權(quán)利要求3所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述第一壓片或/和第二壓片上設(shè)置有激光通孔。
9.如權(quán)利要求1所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述非線性晶體壓塊上設(shè)有彈性部件安裝槽。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的非線性晶體溫度控制裝置，其特征在于，所述非線性晶體基座和非線性晶體壓塊的材料是鋁、銅、鐵、鋁合金、銅合金、鐵合金、陶瓷中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非線性晶體溫度控制裝置，涉及固體激光技術(shù)領(lǐng)域，包括非線性晶體基座、非線性晶體壓塊、保溫殼、所述非線性晶體壓塊用于緊壓置于所述非線性晶體基座中的非線性晶體，所述非線性晶體基座和非線性晶體壓塊位于所述保溫殼中。本發(fā)明的非線性晶體溫度控制裝置通過保溫殼實(shí)現(xiàn)了對(duì)非線性晶體熱量的隔離，使其不擴(kuò)散到激光器腔內(nèi)，保證了固體激光器的穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)H01S3/042GK102570252SQ20121001701
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者鞏馬理, 張海濤, 柳強(qiáng), 閆平, 黃磊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)