一種激光非線性晶體柔性溫控器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是激光器技術，尤其是一種激光非線性晶體柔性溫控器。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，固體激光器由于其體積小，功率高，壽命長等特點，在光電對抗、大氣環境監測、醫療以及光譜學研究等諸多領域中具有極其廣闊的應用前景。采用光參量振蕩(OPO)技術，可以產生寬光譜可調諧激光輸出，并且將現有的I μ m激光波長轉換到中紅外3-5 μ m波段。隨著性能優異抽運源以及大尺寸、高性能中紅外非線性晶體制備技術的發展，OPO技術相繼實現了從紫外到遠紅外的全波段調諧、從連續到超短脈沖的整個時間譜范圍運轉。但是對于OPO技術實現中關鍵的非線性晶體器件耐溫沖擊與抗振動適應能力研究報到還相對較少。為保證出光光學指標，往往需要非線性晶體工作在100°C甚至更高溫度環境。如何在保證非線性晶體具備足夠抗振動性能的同時，保持極高的耐溫度沖擊性能成為保證非線性晶體在復雜環境下壽命與可靠性的關鍵，并成為制約半導體激光器整體可靠性與壽命的瓶頸。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種激光非線性晶體柔性溫控器的技術方案，該方案結合了熱補償原理和柔性釋熱原理，有效提高了非線性晶體的耐溫沖擊與抗振動綜合性能，能夠實現在大溫差、振動環境下保證激光器非線性晶體穩定、可靠夾持裝置，解決大溫差、強振動環境下激光器溫度計振動環境適應性問題。
[0004]本方案是通過如下技術措施來實現的:
[0005]一種激光非線性晶體柔性溫控器，包括有溫控底座、設置在溫控底座上的非線性晶體、保持罩、上柔性釋熱單元、側柔性釋熱單元；保持罩固定在溫控底座上部；上柔性釋熱單元設置在保持罩內；上柔性釋熱單元與非線性晶體頂面接觸；側柔性釋熱單元設置在保持罩和溫控底座之間；側柔性釋熱單元與非線性晶體側面接觸。
[0006]作為本方案的優選:溫控底座內部設置有溫控執行單元。
[0007]作為本方案的優選:上柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力。
[0008]作為本方案的優選:側柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力。
[0009]作為本方案的優選:溫控執行單元包括有陶瓷封裝加熱器和PT100。
[0010]作為本方案的優選:接觸片與非線性晶體的接觸面的表面粗糙度小于Ra0.8;接觸片的材料為高導熱紫銅。
[0011]作為本方案的優選:緩沖部件采用高彈性硅膠，在尺寸與結構上結合非線性晶體、溫控底座、接觸片、預緊機構和保持罩等的材料的熱膨脹系數整體實現熱變形匹配，預緊變形量處于0.2_3mm范圍內。
[0012]作為本方案的優選:預緊機構采用7075-T6材料，厚度尺寸處于0.5_2mm范圍內。
[0013]本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，由于在該方案中柔性釋熱單元在一定的柔性預壓力作用下可靠的夾緊非線性晶體，從而保證晶體組件的抗振動能力，能實現結構抵抗_50°C ~70°C環境溫度和100°C的工作溫度的沖擊；在抗振動方面，能夠適應1g沖擊振動環境。通過熱補償原理和柔性釋熱原理的結合，能夠保證器件具備足夠的熱適應性能的同時，保證器件具備足夠的剛度以抵抗不同的振動環境
[0014]由此可見，本實用新型與現有技術相比，具有突出的實質性特點和顯著地進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖中，I為溫控底座，2為保持罩，3為上柔性釋熱單元，4為側柔性釋熱單元，5為接觸片，6為緩沖部件，7為預緊機構，8為溫控執行單元，9為非線性晶體。
【具體實施方式】
[0017]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過一個【具體實施方式】，并結合其附圖，對本方案進行闡述。
[0018]通過附圖可以看出，本方案包括有溫控底座、設置在溫控底座上的非線性晶體、保持罩、上柔性釋熱單元、側柔性釋熱單元；保持罩固定在溫控底座上部；上柔性釋熱單元設置在保持罩內；上柔性釋熱單元與非線性晶體頂面接觸；側柔性釋熱單元設置在保持罩和溫控底座之間；側柔性釋熱單元與非線性晶體側面接觸；溫控底座內部設置有溫控執行單元；上柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力；側柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力；溫控執行單元包括有陶瓷封裝加熱器和PT100;接觸片與非線性晶體的接觸面的表面粗糙度小于Ra0.8;接觸片的材料為高導熱紫銅；緩沖部件采用高彈性硅膠，在尺寸與結構上結合非線性晶體、溫控底座、接觸片、預緊機構和保持罩等的材料的熱膨脹系數整體實現熱變形匹配，預緊變形量處于0.2-3_范圍內；預緊機構采用7075-T6材料，厚度尺寸處于0.5-2_范圍內。
[0019]本方案的溫控系統通過高度輕量化，高精度陶瓷封裝加熱器和PT100傳感器構成的溫控系統執行部件集成于溫控座之中為非線性晶體提供穩定的工作溫度環境。非線性晶體置于經過精密拋光處理的高精度溫控底座臺階安裝面上，通過保持罩固定頂柔性釋熱單元和側柔性釋熱單元壓緊非線性晶體非光學表面。柔性釋熱單元在一定的柔性預壓力作用下可靠的夾緊非線性晶體，從而保證晶體組件的抗振動能力。在選材與尺寸設計上，柔性釋熱單元充分考慮了整體結構的熱變形匹配，從而盡最大可能的減少因溫度沖擊傳遞到非線性晶體上的熱致應力。當環境溫度發生變化或從非工作狀態變為工作狀態而承受溫度沖擊時，柔性釋熱單元通過自身的調節，將大于設計預壓應力閾值的熱致應力吸收掉，從而保證晶體的安全。
[0020]柔性釋熱單元由接觸片、緩沖部件和預緊機構三部分組成；接觸片直接與非線性晶體接觸，其接觸表面尺寸精度及粗糙度要求高，材料采用高導熱紫銅以盡可能避免出現局部溫度場對非線性晶體溫度的均勻性造成影響；緩沖部件采用高彈性硅膠，為非線性晶體出現過大熱致應力時提供應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的設計預緊。
[0021]整個器件設計過程中充分考慮各部位不同材料熱膨脹系數的不同，配合尺寸設計從而實現消熱化柔性功能，從而具備極高的溫度適應性和抗振動能力。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:包括有溫控底座、設置在溫控底座上的非線性晶體、保持罩、上柔性釋熱單元、側柔性釋熱單元；所述保持罩固定在溫控底座上部；所述上柔性釋熱單元設置在保持罩內；所述上柔性釋熱單元與非線性晶體頂面接觸；所述側柔性釋熱單元設置在保持罩和溫控底座之間；所述側柔性釋熱單元與非線性晶體側面接觸。
2.根據權利要求1所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述溫控底座內部設置有溫控執行單元。
3.根據權利要求1所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述上柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力。
4.根據權利要求1所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述側柔性釋熱單元包括有接觸片、緩沖部件和預緊機構；接觸片直接與非線性晶體接觸；緩沖部件設置于接觸片和預緊機構之間并為器件提供熱致應力釋放途徑；預緊機構為器件提供合理的預緊力。
5.根據權利要求2所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述溫控執行單元包括有陶瓷封裝加熱器和PT10000。
6.根據權利要求3或4所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述接觸片與非線性晶體的接觸面的表面粗糙度小于Ra0.8 ;所述接觸片的材料為高導熱紫銅。
7.根據權利要求3或4所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述緩沖部件采用高彈性硅膠，在尺寸與結構上結合非線性晶體、溫控底座、接觸片、預緊機構和保持罩等的材料的熱膨脹系數整體實現熱變形匹配，預緊變形量處于0.2-3mm范圍內。
8.根據權利要求3或4所述的一種激光非線性晶體柔性溫控器，其特征是:所述預緊機構采用7075-T6材料，厚度尺寸處于0.5-2mm范圍內。
【專利摘要】本實用新型提供了一種激光非線性晶體柔性溫控器的技術方案，該方案包括有溫控底座、設置在溫控底座上的非線性晶體、保持罩、上柔性釋熱單元、側柔性釋熱單元；保持罩固定在溫控底座上部；上柔性釋熱單元設置在保持罩內；上柔性釋熱單元與非線性晶體頂面接觸；側柔性釋熱單元設置在保持罩和溫控底座之間；側柔性釋熱單元與非線性晶體側面接觸。該方案結合了熱補償原理和柔性釋熱原理，有效提高了非線性晶體的耐溫沖擊與抗振動綜合性能，能夠實現在大溫差、振動環境下保證激光器非線性晶體穩定、可靠夾持裝置，解決大溫差、強振動環境下激光器溫度與振動環境適應性問題。
【IPC分類】H01S3-042, G05D23-00
【公開號】CN204290016
【申請號】CN201420775506
【發明人】嚴從林, 陳永亮, 彭躍峰, 劉軍, 蘇友斌, 李才陽, 柳麗卿, 蔣琳
【申請人】中國工程物理研究院應用電子學研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月11日