CN110297375A - 一种非线性晶体装配结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种非线性晶体装配结构，包括铜热沉A和非线性晶体，非线性晶体通过铜热沉A接触固定，铜热沉B设有非线性晶体的容腔，并且非线性晶体位于铜热沉B的容腔内部，而且非线性晶体不与铜热沉B的容腔内部右侧相接触，在非线性晶体的Y轴竖直方向设置热膨胀补偿块，热膨胀补偿块的Y轴竖直方向的顶面设置第一铟箔。本发明通过优选聚四氟乙烯材料对非线性晶体LBO的非临界相位匹配条件下的各项异性热膨胀进行动态补偿，进而实现对LBO晶体的无胶无应力稳定夹持，并且在热膨胀补偿块的Y轴竖直方向的顶面设置铟箔，从而消除Y轴方向的空隙，使其接触更充分。
Description
技术领域
本发明属于非线性晶体技术领域，具体涉及一种非线性晶体装配结构。
背景技术
LBO晶体是一种重要的非线性晶体，宽波长范围、高阈值、效率高、均匀性好、非临界相位匹配等优点，使得其在激光领域有着广泛的重要应用，但由于微潮解、硬度较低、热膨胀系数各向异性导致其在光学冷加工和应用工艺方面难度加大。通常在激光测试及应用中人们大多采用直接包裹铟箔和（或）使用胶粘剂，或是直接四面金属热沉通过刚性接触固定。这些方法都有各自的缺陷，铟箔延展性很好，但晶体在不同的应用温度下膨胀或是收缩过程中容易松动，导致装配不稳固，影响效率和激光稳定性。胶粘剂都存在或大或小的挥发问题，对使用条件苛刻的LBO晶体来讲，这无疑缩短了晶体的使用寿命。第三种方式由于是刚性接触，无疑会引入应力，不仅影响晶体的使用效果，甚至能使晶体由于应力太大而破裂。
发明内容
（1）技术方案
为了克服现有技术不足，本发明提供一种非线性晶体装配结构，包括铜热沉A和非线性晶体，所述非线性晶体通过铜热沉A接触固定，所述非线性晶体装配结构还包括铜热沉B、热膨胀补偿块和第一铟箔，所述铜热沉B设有所述非线性晶体的容腔，并且所述非线性晶体位于所述铜热沉B的容腔内部，而且所述非线性晶体不与所述铜热沉B的容腔内部右侧相接触，所述非线性晶体通过所述铜热沉A和所述铜热沉B夹持固定，并且在所述非线性晶体的Y轴竖直方向设置所述热膨胀补偿块，所述热膨胀补偿块的Y轴竖直方向的顶面设置所述第一铟箔。
进一步地，所述热膨胀补偿块为聚四氟乙烯补偿部。
进一步地，所述非线性晶体为LBO光学晶体或BBO光学晶体或KTP光学晶体。
进一步地，所述非线性晶体和所述热膨胀补偿块之间还设有第二铟箔。
进一步地，所述非线性晶体为3×3×20mm的LBO倍频晶体。
（2）有益效果
本发明的有益效果：相比于现有技术，本发明通过优选聚四氟乙烯材料对非线性晶体LBO的非临界相位匹配条件下的各项异性热膨胀进行动态补偿，进而实现对LBO晶体的无胶无应力稳定夹持，并且在热膨胀补偿块的Y轴竖直方向的顶面设置铟箔，从而消除Y轴方向的空隙，使其接触更充分。
附图说明
图1是实施例一非线性晶体装配结构的结构示意图；
图2是实施例二非线性晶体装配结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
请参阅图1，本实施案例提供一种非线性晶体装配结构，包括铜热沉A1和非线性晶体3，所述非线性晶体3通过铜热沉A1接触固定，所述非线性晶体装配结构还包括铜热沉B2、热膨胀补偿块4和第一铟箔5，所述铜热沉B2设有所述非线性晶体3的容腔，并且所述非线性晶体3位于所述铜热沉B2的容腔内部，而且所述非线性晶体3不与所述铜热沉B2的容腔内部右侧相接触，所述非线性晶体3通过所述铜热沉A1和所述铜热沉B2夹持固定，并且在所述非线性晶体3的Y轴竖直方向设置所述热膨胀补偿块4，所述热膨胀补偿块4的Y轴竖直方向的顶面设置所述第一铟箔5。
在本实施例中，所述热膨胀补偿块4为聚四氟乙烯补偿部，所述非线性晶体3为LBO光学晶体，并且采用3×3×20mm的LBO倍频晶体，LBO晶体按照非临界相位匹配方式设置时，晶体通光方向沿X轴，即θ=90°、Φ=0°，Z面打点，使用温度148℃。首选的热膨胀补偿材料是聚四氟乙烯，其热膨胀系数为11.4×10-5/K20~150℃，铟箔的热膨胀系数是2.5×10-5/K0~100℃，熔点156.6℃。依据材料膨胀量ΔL=α×L×ΔT公式可知，其中α为膨胀系数，L为材料长度，ΔT为温度改变量，LBO晶体Y和Z方向膨胀量分别是-0.033mm负号表示收缩、0.013mm，所以在本实施例LBO光学晶体右侧间隙宽度可设置为0.02mm。假设铟箔的厚度为0.5mm，则可以计算出膨胀量为0.0016mm，膨胀量为0.0016mm可以忽略不计，最后可得聚四氟乙烯的补偿厚度为2.3mm。如此，LBO光学晶体无论是否处于工作状态均可以牢固的夹持在热沉中间，不会引入应力。铟箔的作用是消除Y轴方向的空隙，使其接触更充分。
实施例二
请参阅图2，在与实施例一相同结构的前提下，在非线性晶体3和所述热膨胀补偿块4之间还设有第二铟箔6，第二铟箔6是为了进一步释放LBO光学晶体与热膨胀补偿块4之间的应力，从而增大两者的附着力。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种非线性晶体装配结构，包括铜热沉A（1）和非线性晶体（3），所述非线性晶体（3）通过铜热沉A（1）接触固定，其特征在于，所述非线性晶体装配结构还包括铜热沉B（2）、热膨胀补偿块（4）和第一铟箔（5），所述铜热沉B（2）设有所述非线性晶体（3）的容腔，并且所述非线性晶体（3）位于所述铜热沉B（2）的容腔内部，而且所述非线性晶体（3）不与所述铜热沉B（2）的容腔内部右侧相接触，所述非线性晶体（3）通过所述铜热沉A（1）和所述铜热沉B（2）夹持固定，并且在所述非线性晶体（3）的Y轴竖直方向设置所述热膨胀补偿块（4），所述热膨胀补偿块（4）的Y轴竖直方向的顶面设置所述第一铟箔（5）。
2.根据权利要求1所述的一种非线性晶体装配结构，其特征在于：所述热膨胀补偿块（4）为聚四氟乙烯补偿部。
3.根据权利要求2所述的一种非线性晶体装配结构，其特征在于：所述非线性晶体（3）为LBO光学晶体或BBO光学晶体或KTP光学晶体。
4.根据权利要求2所述的一种非线性晶体装配结构，其特征在于：所述非线性晶体（3）和所述热膨胀补偿块（4）之间还设有第二铟箔（6）。
5.根据权利要求1所述的一种非线性晶体装配结构，其特征在于：所述非线性晶体（3）为3×3×20mm的LBO倍频晶体。
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