CN209896432U

CN209896432U - 一种八字环形腔的结构

Info

Publication number: CN209896432U
Application number: CN201920781781.0U
Authority: CN
Inventors: 元晋鹏; 汪丽蓉; 刘浩
Original assignee: Shanxi University
Current assignee: Shanxi University
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2029-05-28

Abstract

本实用新型涉及非线性光物理领域，提出了一种八字环形腔的结构，包括底座，底座上方设置有盖板，形成封闭壳体；底座上固定设置有反射镜架和五维位移台，五维位移台上设置有隔热座，隔热座内设置有凹槽，凹槽内设置有帕尔帖元件，凹槽上方设置有加热底板，加热底板上设置有晶体座，晶体座上设置有长槽，晶体设置在长槽上，并通过Z型的加热顶板固定，晶体座上还设置有用于放置热敏电阻的测温孔；加热顶板包括上板，竖板和下板，上板紧靠晶体座的上表面，竖板紧靠晶体座的侧表面，下板紧靠加热底板的上表面。本实用新型方便调节，使用范围广，稳定性及精细度高，可以广泛应用于非线性光学领域。

Description

一种八字环形腔的结构

技术领域

本实用新型涉及非线性光物理领域，具体涉及应用于不同类型的激光非线性转换过程的八字环形腔结构。

背景技术

八字环形谐振腔是一种行波谐振腔，行波谐振腔具有噪声低和频率特性佳的优点，被广泛应用于高精度激光测量学、非线性光学、相干信息处理及量子通信等领域。现有技术中的八字环形腔结构主要存在以下问题：

（1）稳定差，现有技术中往往忽略了外界环境对谐振腔的影响，外界温度的变化，空气中的灰尘等会对激光谐振腔的稳定性造成极大的影响。

（2）底座胶粘法不可逆，通过紫外固化胶对八字环形腔中的底座进行固定是现在常用的一种技术手段，利用胶粘法可以基本保证腔内底座的稳定，但是也存在使得底座永久固定，无法再次进行对激光谐振腔进行优化，同时腔长的不可调节性使其局限于一腔一用。

（3）现有技术中八字环形腔使用温控炉对非线性晶体进行加热往往是一腔一用，加热炉只能对一种特定的晶体进行加热，在科学研究中往往需要对不同材料及规格的非线性晶体进行研究，所以现有温控炉的局限性导致了科研材料的浪费。

实用新型内容

为了解决现有技术中的八字环形腔存在的问题，本实用新型所要解决的技术问题为：提供一种方便调节，使用范围广，稳定性及精细度高的八字环形腔结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种八字环形腔的结构，包括底座，所述底座上方设置有盖板，形成封闭壳体；所述底座上固定设置有反射镜架和五维位移台，所述五维位移台上设置有隔热座，所述隔热座内设置有凹槽，所述凹槽内设置有帕尔帖元件，所述凹槽上方设置有加热底板，所述加热底板上设置有晶体座，晶体座上设置有长槽，晶体设置在长槽上，并通过Z型的加热顶板固定，晶体座上还设置有用于放置热敏电阻的测温孔；所述加热顶板包括上板，竖板和下板，上板紧靠晶体座的上表面，竖板紧靠晶体座的侧表面，下板紧靠加热底板的上表面。

所述盖板包括U型盖板和两个端面盖板，所述端面盖板上设置有长条形的通光孔，所述通光孔上下两侧上设置有滑槽，所述滑槽上设置有多个用于挡光的光挡板，光挡板上设置有用于推动光挡板在滑槽上滑动的凸起部。

所述U型盖板的一侧设置有引线孔，所述U形盖板的侧板两端均设置有用于分别与两个端面盖板连接的通孔，所述端面盖板的侧边上与所述通孔对应的地方设置有螺孔。

所述底座为凸台结构，边缘设置有用于放置盖板的下降台阶；所述底座上设置有用于与实验平台固定连接的沉头圆孔，以及用于固定光学元件的螺纹孔。

所述的一种八字环形腔的结构，还包括镜架底座和压脚，所述镜架底座包括支柱部和底盘，所述反射镜架与支柱部的顶部固定连接，所述支柱部的底部与底板中心固定连接，所述底盘上设置有个凸起圆台；所述压脚底部设置有与所述底盘边缘配合的台阶以及与所述凸起圆台配合的槽口，所述压脚上还设置有用于安装固定螺丝的长槽口。

所述底座为殷钢制成，所述隔热座为铝材料制成，所述加热底板，晶体座和加热顶板为红铜材料制成，所述加热底板通过PEEK材料螺丝固定设置在隔热座上，并且所述加热底板的底部与帕尔帖元件的顶部接触。

所述反射镜架包括镜架本体、压电陶瓷固定垫圈、压电陶瓷和反射镜，所述压电陶瓷固定垫圈固定设置在镜架本体上，所述压电陶瓷的一端粘贴在所述压电陶瓷固定垫圈的凹槽内，另一端粘贴反射镜。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本实用新型解决了原有八字环形腔底座需要胶粘的不可逆方法，通过可移式底座和可调式压脚的配合使用，可以满足多种腔参数结构的实现，同时可实现单一腔结构的精确调节和不同腔结构的变换。

（2）本实用新型可以实现对多种规格的非线性晶体的加热，解决了原有的一腔一用的材料浪费情况，配合可移式底座和可调式压脚使用，将该装置变成了一种普适的装置。

（3）本实用新型采用帕尔贴元件控制温度，温度可通过比例积分微分控制电路，根据热敏电阻测量温度，实时反馈实现精确控制帕尔贴功率，提升控制精度，同时控制帕尔贴冷热面交换，实现动态控温及可控大幅降温，无需自然降温，提高效率。

（4）本实用新型通过长方体结构外壳对八字环形腔进行环境保护，结构简单，便于进行组装、拆卸操作，使得腔体免受实验环境及灰尘或者光的影响，保证腔内良好的工作环境。

附图说明

图1为本实用新型的一个角度工作示意图；

图2为本实用新型另一个角度工作示意图；

图3为本实用新型结构分解示意图；

图4为本实用新型实施例中晶体安装座的结构示意图；

图5为本实用新型中隔热座的结构示意图；

图6为本实用新型中加热顶板的结构示意图；

图7为本实用新型中加热底座的结构示意图；

图8为本实用新型中端面盖板的结构示意图；

图9为本实用新型中光挡板的结构示意图；

图10为本实用新型的U型盖板的结构示意图；

图11为本实用新型中底座的结构示意图；

图12为本实用新型中镜架底座的结构示意图；

图13为本实用新型中压脚结构示意图；

图14为本实用新型中压脚和镜架底座组合的结构示意图；

图15为本实用新型的反射镜架的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~3所示，本实用新型实施例提供了一种八字环形腔的结构，包括底座1，所述底座1上方设置有盖板，形成封闭壳体；所述底座上固定设置有反射镜架10和五维位移台11，所述五维位移台11上设置晶体安装座。将八字环形腔置入外壳中，可以避免灰尘进入谐振腔组件内影响谐振腔的性能；而且铝质外壳的安装减小外界环境温度对保持腔内温度的影响，即增强了腔的稳定性。

如图4~7所示，具体地，本实施例中，所述晶体安装座包括隔热座9、加热底板8、晶体座805和加热顶板7。所述隔热座9内设置有凹槽906，所述凹槽906内设置有帕尔帖元件，凹槽906深度略低于帕尔贴元件厚度，则帕尔帖元件可以紧贴加热底板8对其进行加热，隔热座9侧面设置有圆孔904和905，用来通过为帕尔元件提供电源的电源线；隔热底座9底部设置有多个孔901，用于将隔热底座9固定在底座1上；孔902用于固定加热底板8，凹槽906内设置有螺孔902，用于固定帕尔帖元件。所述凹槽906上方设置有加热底板8，所述加热底板8上设置有晶体座805，晶体座805上设置有长槽806，晶体设置在长槽806上，并通过Z型的加热顶板7固定，晶体座805上还设置有用于放置热敏电阻的测温孔804，以及用于固定加热顶板7的螺孔802和螺孔803；所述加热顶板7包括上板703，竖板704和下板705，上板703紧靠晶体座805的上表面，竖板704紧靠晶体座805的侧表面，下板紧靠加热底板8的上表面。其中，长槽806的宽度为5mm长度为21mm，可以适用多种常用晶体的加热。利用上加热顶板7轻压晶体然后通过上板703上的孔702和下板704上孔与晶体座上表面和加热底座上表面上的螺孔进行配合，可以最终实现对晶体的固定。加热底板8、晶体座805和加热顶板7为红铜材料支撑，有利于热的传导。隔热铝块9为铝质材料的，可以防止热量的向下传导，利用PEEK（聚醚醚酮）螺丝将加热底板8固定在隔热底座9上，也可以防止热量的向下传导，可以最大程度降低热量的交换，防止晶体加热的不稳定性。

具体地，如图1~3所示，本实施例中，所述盖板包括U型盖板2和两个端面盖板3，如图8所示，所述端面盖板3上设置有长条形的通光孔203，所述通光孔203上下两侧上设置有滑槽204，所述滑槽204上设置有多个用于挡光的光挡板401，如图9所示，光挡板401上设置有用于推动光挡板401在滑槽204上滑动的凸起部402。本实施例中，将光挡板401安装在端面盖板3上的滑槽204内，长条通孔203为通光窗口，此时凸起部402则在槽外便于灵活操作，多个光挡板4的使用可以灵活控制腔中的光路及防止外界的干扰。

进一步地，如图10所示，本实施例中，所述U型盖板2的一侧设置有引线孔303，所述U形盖板2的侧板两端均设置有用于分别与两个端面盖板3连接的通孔301，如图8所示，所述端面盖板3的侧边上与所述通孔301对应的地方设置有螺孔202，所述端面盖板3上与所述底座1配合的位置还设置有第二通孔201。U形盖板2和两个端面盖板3可以连接形成一个盖体，将底座上的光学元件进行密封，而且，可以在腔内光路调节完成后，直接将盖体盖设在底座上，并从第二通孔201内拧紧螺丝即可以形成对光学元件的保护，安装调节方便。

具体地，如图11所示，本实施例中，所述底座1为凸台结构，边缘设置有用于放置盖板的下降台阶；所述底座1上设置有用于与实验平台固定连接的沉头圆孔101，以及用于固定光学元件的螺纹孔103，本实施例中，螺纹孔103的数量为12个，其具体位置可以根据光学腔的设计尺寸进行设计。此外，底座上还设置有2个用于固定五维位移台的螺纹孔102。而且，本实施例中，底座1的下降台阶上还设置有与第二通孔201配合的螺孔104，则可以将组装好的盖板放置在底座1上的下降台阶上后，通过螺丝固定在底座上，形成一个密闭的腔体空间。

具体地，本实施例提供的一种八字环形腔的结构，还包括镜架底座6和压脚5，如图12所示，所述镜架底座6包括支柱部602和底盘603，所述反射镜架与支柱部的顶部固定连接，所述支柱部的底部与底板603中心固定连接，所述底盘603上设置有3个凸起圆台601；如图13所示，所述压脚5底部设置有与所述底盘边缘配合的台阶以及与所述凸起圆台601配合的槽口502，所述压脚5上还设置有用于安装固定螺丝的长槽口501。如图14所示，3个压脚5可以将一个镜架底座紧紧固定在底座1上。长槽口501的设置有利于底座位置的可调性。压脚5底部的圆形槽口502用于和可移式底座底盘603表面凸起圆台部分601相配合，实现镜架底座6的固定。镜架底座6为凸台式设计，下方底盘603直径36mm面积较大，有利于底座的稳定。底盘603上边面三个凸起的圆台部分601相互之间距离相等，使得镜架底座6受力均匀，有利于光路的稳定。大面积底座和长槽口压脚配合使用提高了腔参数调节的便捷性。三个压脚的配合使用，可以精确的调节可移式底座的位置，解决了原有的胶粘式底座的不可逆缺陷，同时可以灵活地改变腔长及反射镜角度，具备一腔多用的功能。

具体地，本实施例中，所述底座1为殷钢制成，所述隔热座9为铝材料制成，所述加热底板8，晶体座805和加热顶板7为红铜材料制成，所述加热底板8通过PEEK材料螺丝固定设置在隔热座9上，并且所述加热底板8的底部与帕尔帖元件的顶部接触。

具体地，如图15所示，所述反射镜架包括镜架本体1101、压电陶瓷固定垫圈1102、压电陶瓷1103和反射镜1104，所述压电陶瓷固定垫圈1102固定设置在镜架本体上，所述压电陶瓷的一端粘贴在所述压电陶瓷固定垫圈1102的凹槽内，另一端粘贴反射镜1104。通过反馈电压控制压电陶瓷的伸缩实现谐振腔的精确稳定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种八字环形腔的结构，其特征在于，包括底座（1），所述底座（1）上方设置有盖板，形成封闭壳体；所述底座上固定设置有反射镜架（10）和五维位移台（11），所述五维位移台（11）上设置有隔热座（9），所述隔热座（9）内设置有凹槽（906），所述凹槽（906）内设置有帕尔帖元件，所述凹槽（906）上方设置有加热底板（8），所述加热底板（8）上设置有晶体座（805），晶体座（805）上设置有长槽（806），晶体设置在长槽（806）上，并通过Z型的加热顶板（7）固定，晶体座（805）上还设置有用于放置热敏电阻的测温孔（804）；所述加热顶板（7）包括上板（703），竖板（704）和下板（705），上板（703）紧靠晶体座（805）的上表面，竖板（704）紧靠晶体座（805）的侧表面，下板紧靠加热底板（8）的上表面。

2.根据权利要求1所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，所述盖板包括U型盖板（2）和两个端面盖板（3），所述端面盖板（3）上设置有长条形的通光孔（203），所述通光孔（203）上下两侧上设置有滑槽（204），所述滑槽（204）上设置有多个用于挡光的光挡板（401），光挡板（401）上设置有用于推动光挡板（401）在滑槽（204）上滑动的凸起部（402）。

3.根据权利要求2所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，所述U型盖板（2）的一侧设置有引线孔（303），所述U型盖板（2）的侧板两端均设置有用于分别与两个端面盖板（3）连接的通孔（301），所述端面盖板（3）的侧边上与所述通孔（301）对应的地方设置有螺孔（202）。

4.根据权利要求1所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，所述底座（1）为凸台结构，边缘设置有用于放置盖板的下降台阶；所述底座（1）上设置有用于与实验平台固定连接的沉头圆孔（101），以及用于固定光学元件的螺纹孔（103）。

5.根据权利要求1所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，还包括镜架底座（6）和压脚（5），所述镜架底座（6）包括支柱部和底盘（603），所述反射镜架与支柱部的顶部固定连接，所述支柱部的底部与底盘（603）中心固定连接，所述底盘（603）上设置有3个凸起圆台（601）；所述压脚（5）底部设置有与所述底盘边缘配合的台阶（503）以及与所述凸起圆台（601）配合的槽口（502），所述压脚（5）上还设置有用于安装固定螺丝的长槽口（501）。

6.根据权利要求1所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，所述底座（1）为殷钢制成，所述隔热座（9）为铝材料制成，所述加热底板（8），晶体座（805）和加热顶板（7）为红铜材料制成，所述加热底板（8）通过PEEK材料螺丝固定设置在隔热座（9）上，并且所述加热底板（8）的底部与帕尔帖元件的顶部接触。

7.根据权利要求1所述的一种八字环形腔的结构，其特征在于，所述反射镜架包括镜架本体（1101）、压电陶瓷固定垫圈（1102）、压电陶瓷（1103）和反射镜（1104），所述压电陶瓷固定垫圈（1102）固定设置在镜架本体上，所述压电陶瓷的一端粘贴在所述压电陶瓷固定垫圈（1102）的凹槽内，另一端粘贴反射镜（1104）。