一種用于激光諧振腔中的溫控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非線性光學(xué)激光變頻領(lǐng)域，具體涉及一種放置于變頻激光諧振腔中用于固定并控制激光變頻晶體溫度的溫控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在非線性光學(xué)中，非線性晶體是激光變頻的核心器件，激光水平通過晶體進(jìn)而對激光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)化，控制光通過晶體的不同位置及相應(yīng)的溫度來實(shí)現(xiàn)不同波長激光的變頻輸出，一般溫度變化I攝氏度，發(fā)射激光波長會改變0.15nm。故在激光變頻技術(shù)當(dāng)中需要一種控溫裝置來固定加持非線性晶體，并對晶體進(jìn)行溫控處理。激光變頻晶體在激光變頻諧振腔中位置形變及溫度變化會對激光的變頻輸出產(chǎn)生很大影響，且激光變頻諧振腔又多種多樣，一種高機(jī)械穩(wěn)定性、溫控性能良好且可適用于不同結(jié)構(gòu)諧振腔的晶體加持溫控裝置必不可少。
[0003]目前市場上的溫控裝置爐體體積大，并不適用于多種激光諧振腔，晶體固定方式單一，不適用于多種型號厚度晶體，機(jī)械穩(wěn)定性能差，易受溫度形變影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，爐體體積小、機(jī)械穩(wěn)定性好，溫控精密、能力強(qiáng)且適用于多種激光諧振腔。
[0005]技術(shù)方案:一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，包括放置在變頻激光諧振腔中的爐體和底座;所述爐體的側(cè)壁設(shè)有通孔和凹槽，所述爐體的頂部設(shè)有載晶臺，所述載晶臺的側(cè)壁設(shè)有凸形擋板，所述載晶臺上設(shè)有楔形滑塊和晶體容納腔，所述楔形滑塊的楔形邊設(shè)置在靠近所述晶體容納腔的一側(cè)；所述楔形滑塊和所述晶體容納腔的頂部均設(shè)有彈性壓片，所述彈性壓片的側(cè)邊與所述凸形擋板的凸臺配合設(shè)置，溫控裝置整體結(jié)構(gòu)為三明治結(jié)構(gòu)，中心為爐體，四周為隔熱材料，爐體的裸露部位為通光部分。
[0006]進(jìn)一步的，所述爐體的四周及頂部設(shè)有隔熱板，所述隔熱板固定連接在所述底座上。
[0007]進(jìn)一步的，所述爐體的一個側(cè)壁設(shè)有臺階，所述臺階的下部設(shè)有通孔和通孔旁側(cè)設(shè)有凹槽;所述通孔用來放置加熱棒，加熱棒通過通孔深入爐體內(nèi)，加熱棒上繞制兩組并聯(lián)的電熱絲;所述凹槽用于放置熱敏電阻，用于檢測爐體材料的溫度，爐體及放置熱敏電阻的材料為黃銅或紅銅。
[0008]進(jìn)一步的，所述爐體載晶臺全部面積都用來與晶體接觸，所述爐體、所述爐體的晶體容納腔面積與晶體面積相同，楔形滑塊與彈性壓片彈性緊貼并包裹住晶體;楔形滑塊和彈性壓片材料皆為黃銅等易導(dǎo)熱材質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步的，所述隔熱板兩部分含上蓋內(nèi)部皆呈凹形且凹形內(nèi)壁設(shè)為波浪結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步的，所述隔熱板均為熱導(dǎo)率低材質(zhì)；所述爐體中的加熱電阻絲為并聯(lián)的兩組電阻絲;采用一組小功率電阻絲用于保溫時使用。
[0011]進(jìn)一步的，所述爐體通過隔離管固定設(shè)置在所述底座上。
[0012]進(jìn)一步的，所述隔離管為中空的圓管，通過螺絲固定設(shè)置在所述底座上。
[0013]進(jìn)一步的，溫控裝置隔熱板拐角處設(shè)置了通光孔，開設(shè)了光路通道。
[0014]有益效果:本發(fā)明提供了一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，通過在載晶臺側(cè)面設(shè)置楔形滑塊、頂部設(shè)置彈性壓片來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機(jī)械穩(wěn)定性；同時載晶臺，楔形滑塊，彈性壓片均為熱導(dǎo)率高材質(zhì)，使晶體四周均有熱源加熱，減少了晶體與外界的熱交換。采用小尺寸的加熱電阻絲，避免了加熱功率大，致使加熱過飽和帶來的溫度上下波動，減小了爐體體積；隔熱層做了通光處理，避免了裝置在折疊諧振腔有擋光現(xiàn)象，適用于多種激光諧振腔。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的爐體連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的爐體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的隔熱板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的隔熱板蓋子內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明溫控裝置的內(nèi)部光路通道示意圖；
[0021 ]其中，圖a為直腔通道示意圖，圖b為環(huán)形諧振腔通道示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1所示，一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，包括放置在變頻激光諧振腔中的爐體1、底座2以及隔熱板4。
[0024]如圖2所示，爐體I通過隔離管3固定設(shè)置在底座2上，隔離管3對爐體I起到支撐作用，隔離管3為中空的圓管，通過螺絲固定設(shè)置在底座2上。
[0025]如圖3所示，爐體I的頂部設(shè)有載晶臺8，載晶臺8的側(cè)壁設(shè)有凸形擋板9，載晶臺8上設(shè)有楔形滑塊10和晶體容納腔11，楔形滑塊10的楔形邊設(shè)置在靠近晶體容納腔11的一側(cè)，晶體容納腔11用于放置非線性晶體，整體包裹住晶體，使晶體四周均有熱源，避免了晶體與外界的熱量交換。
[0026]楔形滑塊10和晶體容納腔11的頂部均設(shè)有彈性壓片12，彈性壓片12(置于隔熱板蓋子內(nèi)部)的側(cè)邊與凸形擋板9的凸臺配合設(shè)置。楔形滑塊10和彈性壓片12用于固定加持非線性晶體，來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機(jī)械穩(wěn)定性。為了防止裝置在環(huán)形腔中發(fā)生擋光現(xiàn)象，設(shè)置載晶臺一側(cè)擋體為小巧型的凸形擋板9，避免了擋光現(xiàn)象。
[0027]爐體I的一個側(cè)壁設(shè)有臺階5，臺階5的下部設(shè)有通孔6和通孔旁側(cè)設(shè)有凹槽7;通孔6用來放置加熱棒，加熱棒通過通孔深入爐體內(nèi)，加熱棒上繞制兩組并聯(lián)的電熱絲；凹槽7用于放置熱敏電阻，用于檢測爐體材料的溫度，爐體及放置熱敏電阻的材料為黃銅或紅銅等易導(dǎo)熱、不易形變的材料。
[0028]爐體I的四周及頂部設(shè)有隔熱板4，隔熱板4固定連接在底座2上，隔熱板上部開設(shè)通光孔，避免了裝置在折疊諧振腔有擋光現(xiàn)象。底座2為硬性材料制作，如硬鋁;底座2上設(shè)有螺紋孔，底座2通過螺釘與隔熱板4、爐體I相互連接。
[0029]爐體I與隔熱板4之間留有空隙。隔熱板4為隔熱材料制作，如聚四氟乙烯等，用于隔絕外部溫場對爐體溫度的影響，減少熱量交換。
[0030]如圖4所示，隔熱板4內(nèi)部呈凹形且凹形內(nèi)壁設(shè)為波浪結(jié)構(gòu)，凹型結(jié)構(gòu)可使熱量積累，減少了外界溫場的影響。隔熱板4的邊角位置設(shè)有螺紋孔402。設(shè)置在爐體I底部的隔熱板中心設(shè)有圓孔401，隔離管3穿過圓孔401連接底座2。
[0031]在不同的激光諧振腔中，溫控裝置內(nèi)部光路通道如圖5所示:其中，圖a為簡單的直腔，光路不折疊，普通的溫控裝置即可滿足其使用要求；圖b為環(huán)形諧振腔，溫控裝置設(shè)計(jì)小巧，且由于光路彎折，溫控裝置在隔熱板4拐角處設(shè)置了通光孔，開設(shè)了光路通道，避免了裝置在環(huán)形或折疊的諧振腔有擋光現(xiàn)象。
[0032]本發(fā)明提供了一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，通過在載晶臺側(cè)面設(shè)置楔形滑塊、頂部設(shè)置彈性壓片來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機(jī)械穩(wěn)定性；同時載晶臺，楔形滑塊，彈性壓片均為熱導(dǎo)率高材質(zhì)，使晶體四周均有熱源加熱，減少了晶體與外界的熱交換;采用小尺寸的加熱電阻絲，避免了加熱功率大，致使加熱過飽和帶來的溫度上下波動；減小了爐體體積；隔熱層做了通孔、即通光處理，避免了裝置在折疊諧振腔有擋光現(xiàn)象。爐體體積小、結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械穩(wěn)定性好，適用于多種激光諧振腔。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:包括放置在變頻激光諧振腔中的爐體(I)和底座(2);所述爐體(I)的側(cè)壁設(shè)有通孔(6)和凹槽(7)，所述爐體(I)的頂部設(shè)有載晶臺(8)，所述載晶臺(8)的側(cè)壁設(shè)有凸形擋板(9)，所述載晶臺(8)上設(shè)有楔形滑塊(10)和晶體容納腔(11)，所述楔形滑塊(10)的楔形邊設(shè)置在靠近所述晶體容納腔(11)的一側(cè)；所述楔形滑塊(10)和所述晶體容納腔(11)的頂部均設(shè)有彈性壓片(12)，所述彈性壓片(12)的側(cè)邊與所述凸形擋板(9)的凸臺配合設(shè)置，溫控裝置整體結(jié)構(gòu)為三明治結(jié)構(gòu)，中心為爐體，四周為隔熱材料，爐體的裸露部位為通光部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體(I)的四周及頂部設(shè)有隔熱板(4)，所述隔熱板(4)固定連接在所述底座(2)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體(I)的一個側(cè)壁設(shè)有臺階(5)，所述臺階(5)的下部設(shè)有通孔(6)和通孔旁側(cè)設(shè)有凹槽(7);所述通孔(6)用來放置加熱棒，加熱棒通過通孔(6)深入爐體內(nèi)，加熱棒上繞制兩組并聯(lián)的電熱絲;所述凹槽(7)用于放置熱敏電阻，用于檢測爐體材料的溫度，爐體(I)及放置熱敏電阻的材料為黃銅或紅銅。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體的載晶臺全部面積都用來與晶體接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體的載晶臺面積與晶體面積相同，楔形滑塊與彈性壓片彈性緊貼并包裹住晶體;楔形滑塊(10)和彈性壓片(12)材料皆為黃銅等易導(dǎo)熱材質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述隔熱板(4)兩部分含上蓋(12)內(nèi)部皆呈凹形且凹形內(nèi)壁設(shè)為波浪結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體中的加熱電阻絲為并聯(lián)的兩組電阻絲;采用一組小功率電阻絲用于保溫時使用。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述爐體(I)通過隔離管(3)固定設(shè)置在所述底座(2)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:所述隔離管(3)為中空的圓管，通過螺絲固定設(shè)置在所述底座(2)上。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，其特征在于:溫控裝置隔熱板(4)拐角處設(shè)置了通光孔，開設(shè)了光路通道。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于激光諧振腔中的溫控裝置，包括放置在變頻激光諧振腔中的爐體和底座；所述爐體的頂部設(shè)有載晶臺，通過在載晶臺側(cè)面設(shè)置楔形滑塊、頂部設(shè)置彈性壓片來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機(jī)械穩(wěn)定性；整體結(jié)構(gòu)為三明治結(jié)構(gòu)，中心為爐體，四周為隔熱材料爐體的裸露部位僅為通光部分，減少了爐體熱量與外界交換，保證了晶體的熱平衡。采用小功率加熱電阻絲，減慢了加熱速度避免了溫度過飽和產(chǎn)生的溫度上下震蕩，減小了爐體體積，爐體正面面積與晶體面吻合，使熱量大部分傳于晶體。經(jīng)測試晶體溫度可精確于0.05℃。隔熱層做了通光處理，避免了裝置在折疊諧振腔有擋光現(xiàn)象，適用于多種激光諧振腔。
【IPC分類】H01S3/137, H01S3/131
【公開號】CN105610045
【申請?zhí)枴緾N201610179169
【發(fā)明人】呂新杰, 劉奕辰, 陳偉, 李宇昕, 趙剛, 祝世寧
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月25日