CN102570252B - 非线性晶体温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非线性晶体温度控制装置，涉及固体激光技术领域，包括：非线性晶体基座、非线性晶体压块、保温壳、所述非线性晶体压块用于紧压置于所述非线性晶体基座中的非线性晶体，所述非线性晶体基座和非线性晶体压块位于所述保温壳中。本发明的非线性晶体温度控制装置通过保温壳实现了对非线性晶体热量的隔离，使其不扩散到激光器腔内，保证了固体激光器的稳定工作。

Description

非线性晶体温度控制装置
技术领域
本发明涉及固体激光技术领域，特别涉及一种非线性晶体温度控制装置。
背景技术
固体激光在工业加工、信息传输、远程传感等领域发挥了越来越重要的作用。目前，发展最成熟的是输出波长为1μm左右的固体激光器，其激光增益介质包括Nd:YAG、Yb:YAG、Nd:YVO4、Nd:YLF和钕玻璃等。为满足激光加工、显示和表演等应用的需求，通常需要在激光器中加入二倍频系统，得到0.5μm左右的绿光输出，还可进一步加入三倍频、四倍频系统等得到紫外和深紫外输出。为得到更长波长的激光输出，可加入光参量振荡系统。倍频系统和光参量振荡系统都是常用的激光非线性频率变换系统。
激光非线性频率变换系统通常由非线性晶体、温度控制结构和温度控制电路组成。为了得到稳定和高效的激光非线性频率变换输出，一般将非线性晶体的温度控制在高于激光器腔内温度的某一个温度点上。如二倍频LBO晶体的典型控制温度是150度，三倍频LBO晶体的典型控制温度是60度。而激光器腔内温度通常为30度。如果不采用隔热措施，温度控制结构会快速的将热量扩散到激光器腔体内，导致腔内温度快速升高，影响温控精度和激光器工作稳定性和可靠性，还会导致温控结构的功耗过高。此外，在高温下，由于非线性晶体和夹持结构的热膨胀系数不同，易于在两者之间形成应力，影响非线性频率变换效率，严重时还会导致非线性晶体破裂，因此，温度控制结构的设计是非常重要的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何隔离非线性晶体的热量，使其不扩散到激光器腔内。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种非线性晶体温度控制装置，包括：非线性晶体基座、非线性晶体压块，所述非线性晶体压块用于紧压置于所述非线性晶体基座中的非线性晶体，还包括：保温壳，所述非线性晶体基座和非线性晶体压块位于所述保温壳中。
其中，非线性晶体基座上设有凸台，凸台上有第一安装孔，所述保温壳上设有与所述第一安装孔相配合的第二安装孔，用于将所述非线性晶体基座固定在所述保温壳内。
其中，所述保温壳包括：侧壁、第一压片及第二压片，所述第一压片和第二压片通过各自的安装孔及所述侧壁两端的安装孔分别安装在侧壁的两个端面。
其中，所述侧壁的材料为聚醚砜。
其中，第一压片和第二压片的材料为聚四氟乙烯。
其中，所述非线性晶体基座上还设有至少一个加热棒安装空间，所述第一压片或/和第二压片上设置有与所述加热棒安装空间相配合的通孔。
其中，所述非线性晶体基座上还设有至少一个热敏电阻安装空间，所述第一压片或/和第二压片上设置有与所述热敏电阻安装空间相配合的通孔。
其中，所述第一压片或/和第二压片上设置有激光通孔。
其中，所述非线性晶体压块上设有弹性部件安装槽。
其中，所述非线性晶体基座和非线性晶体压块的材料是铝、铜、铁、铝合金、铜合金、铁合金、陶瓷中的任何一种。
(三)有益效果
本发明的非线性晶体温度控制装置通过保温壳实现了对非线性晶体热量的隔离，使其不扩散到激光器腔内，保证了固体激光器的稳定工作。
附图说明
图1是本发明实施例的一种非线性晶体温度控制装置中非线性晶体基座结构示意图，其中，(a)为正视图，(b)为立体图；
图2(a)为图1中的非线性晶体基座中非线性晶体安装示意图的，正视图；
图2(b)为图1中的非线性晶体基座中非线性晶体安装示意图的，附视图；
图3是与图1中的非线性晶体基座结构性配合的非线性晶体压块结构示意图。
图4是非线性晶体基座和非线性晶体压块配合后弹簧圈安装示意图；
图5(a)是本发明实施例的一种非线性晶体温度控制装置中非线性晶体基座、非线性晶体压块及保温壳(侧壁)的安装完成后的示意图；
图5(b)是图5(a)的展开示意图；
图6(a)是图5(a)中第一压片的安装示意图；
图6(b)是图5(a)中第二压片的安装示意图。
附图标记说明：
1-非线性晶体基座，2-非线性晶体安装槽，3-加热棒安装孔，4-热敏电阻安装孔，5-凸台，6-螺纹孔，7-非线性晶体压块，8-弹簧圈安装槽，9-非线性晶体，10-保温壳侧壁，11-保温壳侧壁上的螺纹孔，12-第一压片，13-第二压片，14-第一压片上的安装孔，15-第二压片上的安装孔，16-弹簧圈，17-与加热棒安装孔3配合的通孔，18-与热敏电阻安装孔4配合的通孔，19-保温壳侧壁上与螺纹孔6配合的通孔，20-第一压片12上的激光通孔，21-第二压片13上的激光通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1～图6所示，为本发明实施例提供的一种非线性晶体温度控制装置结构各部分的结构示意图。
如图1所示，为非线性晶体基座结构示意图，非线性晶体基座1上有非线性晶体安装槽2、加热棒安装空间(本实施例为加热棒安装孔3，也可以是槽状结构)、热敏电阻安装空间(本实施例为热敏电阻安装孔4，也可以是槽状结构)、凸台5及凸台5中的螺纹孔6，为安装稳定本实施例中设有两个凸台5和螺纹孔6。图2为非线性晶体安装在非线性晶体基座1中的示意图，非线性晶体9安装到非线性晶体基座1的安装槽2内。
如图3所示，为非线性晶体压块7的结构示意图，非线性晶体压块7上有弹簧圈(也可以是其它弹性部件，如：橡皮圈)安装槽8。
如图4所示，为弹簧圈安装示意图，非线性晶体压块7压在非线性晶体9的上表面，弹簧圈16安装在弹簧圈安装槽8内，将非线性晶体基座1和非线性晶体压块7箍紧，以压紧非线性晶体9。本实施例中，非线性晶体基座1和非线性晶体压块7的材料是铝、铜、铁、铝合金、铜合金、铁合金、陶瓷中的任何一种。非线性晶体9的材料是KDP、KD*P、CD*A、ADP、KTP、KTA、LBO、CLBO、BBO、LiNbO3中的任何一种。
如图5和图6所示，本实施例的保温壳包括侧壁10、第一压片12及第二压片13。图5(a)为保温壳侧壁10的安装示意图，图5(b)为(a)的展开图，侧壁10通过其上的通孔19与非线性晶体基座1上的螺纹孔6配合，使非线性晶体基座1固定在侧壁10与第一压片12及第二压片13形成的空腔中。本实施例中，有两组通孔19(共四个，一组两个)，可以通过螺纹孔6和任何一组通孔19配合将非线性晶体基座1固定在上述空腔中。由于在非线性晶体基座1上只有凸台5的底面与保温壳的侧壁10接触，且接触面积很小，热传导速率很低。当然保温壳并不限于本实施例的结构，只要形成一个能够容纳非线性晶体基座及非线性晶体压块等的空腔即可。
图6为端面压片安装示意图，图6(a)所示，第一压片12通过安装孔14和侧壁上的螺纹孔11安装到保温壳侧壁10上。图6(b)所示第二压片13通过安装孔15和侧壁上的螺纹孔11安装到保温壳侧壁10上。第一压片12上设有激光通孔20，供激光通过照射到非线性晶体9上，第二压片13上设有激光通孔21、与加热棒安装孔3配合的通孔17和与热敏电阻安装孔4配合的通孔18。加热棒插入到加热棒安装孔3后其导线从通孔17导出，同理，热敏电阻插入到热敏电阻安装孔4后其导线从通孔17导出。当然，第一压片12上也可以设有如第二压片13上的通孔17和18，以方便导线的导出。
本实施例中侧壁10所用材料为聚醚砜，第一压片12和第二压片13所用材料为聚四氟乙烯，这两种材料均为低热导率材料。侧壁10、第一压片12和第二压片13构成的腔体只通过第一压片12和第二压片13上的孔与外界进行热对流交换，因而具有较好的隔热特性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种非线性晶体温度控制装置，包括：非线性晶体基座、非线性晶体压块，所述非线性晶体压块用于紧压置于所述非线性晶体基座中的非线性晶体，其特征在于，还包括：保温壳，所述非线性晶体基座和非线性晶体压块位于所述保温壳中；所述非线性晶体基座上设有凸台，凸台上有第一安装孔，所述保温壳上设有与所述第一安装孔相配合的第二安装孔，用于将所述非线性晶体基座固定在所述保温壳内； 
所述保温壳包括：侧壁、第一压片及第二压片，所述第一压片和第二压片通过各自的安装孔及所述侧壁两端的安装孔分别安装在侧壁的两个端面。 
2.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，所述侧壁的材料为聚醚砜。 
3.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，第一压片和第二压片的材料为聚四氟乙烯。 
4.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，所述非线性晶体基座上还设有至少一个加热棒安装空间，所述第一压片或/和第二压片上设置有与所述加热棒安装空间相配合的通孔。 
5.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，所述非线性晶体基座上还设有至少一个热敏电阻安装空间，所述第一压片或/和第二压片上设置有与所述热敏电阻安装空间相配合的通孔。 
6.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，所述第一压片或/和第二压片上设置有激光通孔。 
7.如权利要求1所述的非线性晶体温度控制装置，其特征在于，所述非线性晶体压块上设有弹性部件安装槽。 
8.如权利要求1～7中任一项所述的非线性晶体温度控制装置， 其特征在于，所述非线性晶体基座和非线性晶体压块的材料是铝、铜、铁、铝合金、铜合金、铁合金、陶瓷中的任何一种。 
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