一種晶體減振熱沉裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及晶體控溫減振技術領域，具體而言，設及一種晶體減振熱沉裝置。
【背景技術】
[0002] 晶體熱沉是固體光學系統中重要的組成部分，主要解決晶體的夾持和冷卻問題。 實際應用環境中的振動對晶體熱沉的影響是晶體熱沉設計中不可忽略的重要方面。晶體 熱沉受振動的影響主要來源于兩個方面：一、環境振動，如周圍大型儀器運轉、建筑作業等； 二、制冷源振動，如水冷機、制冷壓縮機等。振動影響下的晶體熱沉，會導致熱沉夾持晶體的 位置改變，影響晶體的相關光學性能（如禪合效率、熱場分布、模式匹配等），進而影響到整 個系統的光束指向、光功率和光束質量等重要參數，改變嚴重甚至會導致系統無法正常運 轉。
[0003] 動力吸振器又稱調諧質量阻尼器，其基本原理是：通過在目標振動系統（即主振 系統）上附加一個子結構（即吸振器），適當選擇子結構的結構形式、動力參數W及與主振 系統的禪合關系，改變主振系統的振動狀態，從而在預期的頻段上減小主振系統的強迫振 動響應。由于主振系統與振源間無彈性元件，因此在相同振源作用下，主振系統振動初期的 振幅較隔振方式小。
[0004] 如圖1所示，動力吸振器由質量、彈黃和阻尼元素組成（其中，彈黃元素有卷黃、懸 臂梁、平行板黃、扭轉彈黃和積層橡膠等；阻尼元素有液壓阻尼、磁性阻尼、粘彈性材料、摩 擦阻尼等）。圖1中，a是動力吸振器的等效質量，b是動力吸振器的等效剛度，C是動力吸 振器的等效阻尼，d是主振系統的等效質量，e是主振系統的等效剛度，f是地面或者承載平 臺。
[0005] 動力吸振器的振動控制原理是在制振對象W外形成一個附加的動力學系統，其質 量和彈黃構成的共振系統把制振對象的振動吸收過來后加 W增幅，并消耗在其阻尼元素 中，實現把振動能量轉換為熱能。為實現振動能量到熱能的有效轉換，需要滿足兩個條件：
[0006] -、制振對象的固有振動頻率與動力吸振器的固有頻率之比要滿足最優同調條 件：
[0007] 最優同調條件：
[0008] 二、動力吸振器的阻尼需要滿足最優阻尼條件：
[0009] 最優阻尼條件：
[0010] 其中，％ = V尼而為動力吸振器的固有角頻率，釘:。=4kIm：為主振系統的固有 角頻率。
[0011] y =m/M為動力吸振器的等效質量m和主振系統的等效質量M之比。動力吸振器 的等效質量
，mO為動力吸振器在不受外界磁場力作用下的初始等效質量，尸為 動力吸振器重力方向受到的磁場力。
[0012] 當主振系統與動力吸振器同時滿足最優同調條件和最優阻尼條件后，系統的最大 振幅比為：
[0013] 當環境的振動導致主振系統發生微小位移時，且主振系統與動力吸振器同時滿足 W上最優同調條件和最優阻尼條件，則動力吸振器能非常好的將主振系統的振動吸收過 來，運時，主振系統很快停止振動，動力吸振器自身發生位移變化，并消耗在其阻尼元素中， 主振系統得到減振。運里動力吸振器的振動能量在阻尼運動中轉化成為了熱量。
[0014] 相比傳統的隔振式減振，該減振方法結構簡單，易于實施，能有效抑制頻率變化較 小的設備振動，因此廣泛應用于交通運輸、工業機械、建筑橋梁等各行各業的各種機械設備 上，已成為振動控制的重要手段之一。
【發明內容】
[0015] 本發明所要解決的技術問題是，如何通過動力吸振器對熱沉元件進行減振。
[0016] 為此目的，本發明提出了一種晶體減振熱沉裝置，包括熱沉元件，其特征在于，還 包括：
[0017] 至少一個振動傳感器，用于感應熱沉元件的振動頻率；
[0018] 反饋控制元件，根據所述振動頻率控制至少一個動力吸振器中的每個動力吸振器 分別產生等效質量，W使所述熱沉元件發生振動的頻率與所述動力吸振器的固有頻率之比 滿足最優同調條件，使所述動力吸振器的阻尼滿足最優阻尼條件；
[0019] 所述至少一個動力吸振器，其中的每個動力吸振器分別產生所述等效質量，W吸 收所述熱沉元件的振動。
[0020] 優選地，所述反饋控制元件包括：
[0021] 反饋元件，連接至所述振動傳感器，用于獲取所述振動頻率，根據所述振動頻率確 定所述等效質量，根據所述等效質量控制電磁鐵產生相應的電流；
[0022] 所述電磁鐵，連接至所述反饋元件和所述動力吸振器，
[0023] 其中，所述動力吸振器包括：
[0024] 磁性振子，在所述電磁鐵產生磁力的作用下產生所述等效質量；
[00巧]彈性元件，用于將所述動力吸振器的振動轉化為熱量。
[0026] 優選地，所述彈性元件的材料為非磁性材料。
[0027] 優選地，所述電磁鐵與所述磁性振子對應設置，W使所述電磁鐵產生的磁力在所 述磁性振子的重力方向上。
[002引優選地，還包括：
[0029] 設置元件，根據接受到的指令設置所述電磁鐵產生的電流。
[0030] 優選地，所述振動傳感器為多個，用于感應所述熱沉元件各個方向的振動。
[0031] 優選地，所述熱沉元件包括第一熱沉側板和第二熱沉側板，
[0032] 則所述動力吸振器為多個，且多個所述動力吸振器中的一部分動力吸振器豎直設 置在所述第一熱沉側板中，用于吸收所述熱沉元件豎直方向的振動，另一部分動力吸振器 水平設置在所述第二熱沉側板中，用于吸收所述熱沉元件水平方向的振動。
[0033] 優選地，所述動力吸振器設置在所述熱沉元件的熱沉側板中，
[0034] 其中，所述熱沉側邊中設置有冷卻液，用于冷卻所述動力吸振器產生的熱量。
[003引優選地，還包括：
[0036] 容納室，焊接至所述熱沉元件，
[0037] 則所述動力吸振器設置在所述容納室中。
[0038] 根據上述技術方案，通過振動傳感器可W準確檢測熱沉元件的振動頻率，使得反 饋控制元件可W根據振動頻率控制動力吸振器產生相應的等效質量，W使動力吸振器能夠 在熱沉元件受到不同振動源影響時，都能夠良好地吸收熱沉元件產生的振動。
【附圖說明】
[0039] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理 解為對本發明進行任何限制，在附圖中：
[0040] 圖1示出了現有技術中動力吸振器的結構示意圖；
[0041] 圖2示出了根據本發明一個實施例的晶體減振熱沉裝置的結構示意圖；
[0042] 圖3示出了根據本發明一個實施例的主系統振動幅度隨激勵頻率的變化特性示 意圖；
[0043] 圖4示出了根據本發明又一個實施例的晶體減振熱沉裝置的結構示意圖；
[0044] 圖5示出了根據本發明又一個實施例的晶體減振熱沉裝置的結構示意圖；
[0045] 圖6示出了根據本發明又一個實施例的主系統振動幅度隨激勵頻率的變化特性 不意圖。
【具體實施方式】
[0046] 為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施 例及實施例中的特征可W相互組合。
[0047] 在下面的描述中闡述了很多具體細節W便于充分理解本發明，但是，本發明還可 W采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開 的具體實施例的限制。
[0048] 如圖2所示，根據本發明一個實施例的晶體減振熱沉裝置，包括熱沉元件，其特征 在于，還包括：
[0049] 至少一個振動傳感器，用于感應熱沉元件的振動頻率，圖2中僅示出了 8-a和8-b 兩個振動傳感器，實際應用中可W根據需要具體需要設置振動傳感器的數量和位置；
[0050] 反饋控制元件10,根據振動頻率控制至少一個動力吸振器中的每個動力吸振器分 別產生等效質量，W使熱沉元件發生振動的頻率與動力吸振器的固有頻率之比滿足最優同 調條件，使動力吸振器的阻尼滿足最優阻尼條件；
[0051] 至少一個動力吸振器，其中的每個動力吸振器分別產生等效質量，W吸收熱沉元 件的振動，圖2中僅示出了 5-a和5-b兩對共四個動力吸振器，實際上可W根據需要設置動 力吸振器的數量和位置。
[0052] 通過振動傳感器可W準確檢測熱沉元件的振動頻率，使得反饋控制元件可W根據 振動頻率控制動力吸振器產生相應的等效質量，W使動力吸振器能夠在熱沉元件受到不同 振動源影響時，都能夠良好地吸收熱沉元件產生的振動，適用性強，減振效果好。
[0053] 優選地，反饋控制元件包括：
[0054] 反饋元件10,連接至振動傳感器，用于獲取振動頻率，根據振動頻率確定等效質 量，根據等效質量控制電磁鐵產生相應的電流；
[0055] 電磁鐵，連接至反饋元件和動力吸振器，圖中僅示出了 9-a和9-b兩對共四個電磁 鐵，實際上可W根據需要設置動力吸振器的數量和位置，一般與動力吸振器的數量和位置 相對應。
[0056] 其中，動力吸振器包括：
[0057] 磁性振子，在電磁鐵產生磁力的作用下產生等效質量；
[0058] 彈性元件，用于將動力吸振器的振動轉化為熱量。
[0059] 優選地，彈性元件的材料為非磁性材料。可W保證彈性元件不會受到電磁鐵的影 響，從而良好地將動力吸振器的振動轉化為熱量。彈性元件可W為懸臂梁結構或者彈黃結 構，
[0060] 優選地，電磁鐵與磁性振子對應設置，W使電磁鐵產生的磁力在磁性振子的重力 方向上。保證電磁鐵產生的磁力能夠有效地作用于磁性振子W產生等效質量。
[0061] 優選地，還包括：
[0062] 設置元件，根據接受到的指令設置電磁鐵產生的電流。方便根據控制動力吸振器 產生相應的等效質量。
[0063] 優選地，振動傳感器為多個，用于感應熱沉元件各個方向的振動。便于良好地吸收 熱沉元件各個方向的振動。
[0064] 優選地，熱沉元件包括第一熱沉側板和第二熱沉側板，
[0065] 則動力吸振器為多個，且多個動力吸振器中的一部分動力吸振器豎直設置在第一 熱沉側板中，用于吸收熱沉元件豎直方向的振動，另一部分動力吸振器水平設置在第二熱 沉側板