CN218828391U - 薄片晶体固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了薄片晶体固定装置，至少一定程度上能加速晶体与热沉的热交换，减少薄片晶体受热膨胀时产生的应力。根据本申请实施例的薄片晶体固定装置，包括：热沉，热沉上设有通光孔；导热胶层，环绕通光孔设置在热沉上；薄片晶体，被粘接在导热胶层上；固定胶，设置在薄片晶体边缘，固定被导热胶层粘接的热沉和薄片晶体。根据本实用新型的薄片晶体固定装置，具有如下有益效果：加速晶体与热沉的热交换，减少薄片晶体受热膨胀时产生的应力。

Description

薄片晶体固定装置

技术领域

本实用新型涉及超快激光领域，尤其涉及一种薄片晶体固定装置。

背景技术

在啁啾放大系统中，为了提高倍频晶体的接受线宽，往往采用薄片倍频晶体进行倍频。另外为了避免空间及时域走离现象，以及避免倍频晶体引入过多色散导致脉宽增宽，也需要采用薄片倍频晶体进行高次谐波发生。但是飞秒倍频晶体厚度范围通常在0.1mm-2mm，因此薄片晶体的安装及温控有较大难度。

现有夹具中，通常使用四周点胶的方式固定薄片倍频晶体，但存在晶体与热沉贴合不够紧密导致散热不好，当通过较高功率的基频光时，晶体状态无法快速与激光器整体环境达到平衡，受外界环境温度变化影响较大，导致输出倍频激光的相关参数稳定性差。另外晶体受热膨胀后易产生应力，引起通过晶体的光斑发生变形。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出了薄片晶体固定装置，至少一定程度上能加速晶体与热沉的热交换，减少薄片晶体受热膨胀时产生的应力。

根据本申请实施例的薄片晶体固定装置，薄片晶体固定装置，包括：热沉，所述热沉上设有通光孔；导热胶层，环绕所述通光孔设置在所述热沉上；薄片晶体，被粘接在所述导热胶层上；固定胶，设置在所述薄片晶体的边缘部，固定被所述导热胶层粘接的所述热沉和所述薄片晶体。

根据本实用新型的薄片晶体固定装置，具有如下有益效果：加速晶体与热沉的热交换，减少薄片晶体受热膨胀时产生的应力。

在一些实施方式中，所述薄片晶体是倍频晶体。

在一些实施方式中，所述导热胶层由复数根间隔设置的导热胶条构成。

在一些实施方式中，所述导热胶层由导热胶冷却固化构成。

在一些实施方式中，所述薄片晶体的边缘部相对于所述导热胶层朝外侧延伸，以在其下部形成用于容纳所述固定胶的空间。

在一些实施方式中，所述导热胶为导热银胶，导热系数大于或等于2W/m·k。

在一些实施方式中，所述导热胶为导热银胶，导热系数大于或等于3W/m·k。

在一些实施方式中，所述固定胶为2个或3个。

在一些实施方式中，所述固定胶为2个，分别设置在所述薄片晶体的两条对称边的中点处。

在一些实施方式中，所述固定胶由紫外固化胶固化而成。

附图说明

图1是本实用新型的薄片晶体固定装置的一种实施例中没有安装固定胶和薄片晶体时的俯视图。

图2是本实用新型的薄片晶体固定装置的另一种实施例中没有安装固定胶和薄片晶体时的俯视图。

图3是图1的薄片晶体固定装置安装完成后的俯视图。

图4是薄片晶体为圆形时，本实用新型的薄片晶体固定装置的一种实施例的俯视图。

图5是图3的薄片晶体固定装置沿K-K线的剖视图。

附图标记：

101：热沉、102：导热胶层、102a：导热胶条、103：通光孔、104：薄片晶体、 105：固定胶、106：边缘部。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型针对上述问题，提出了薄片晶体固定装置，至少一定程度上能加速晶体与热沉的热交换，减少薄片晶体受热膨胀时产生的应力。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型的薄片晶体固定装置没有安装固定胶和薄片晶体时的俯视图。图2是本实用新型的薄片晶体固定装置的俯视图。图3是图2中的薄片晶体固定装置沿K线的截面图。下面结合图1、图2及图3对本实用新型的一种实施方式进行说明。

薄片晶体固体装置，包括：热沉101，热沉101上设有通光孔103，薄片晶体104 被固定在热沉101上；导热胶层102，导热胶层102位于薄片晶体104与热层之间，粘接热沉101和薄片晶体104；固定胶105，设置在薄片晶体104边缘，固定被导热胶层102粘接的热沉101和薄片晶体104，固定胶105为2个或3个。

本实用新型的薄片晶体固体装置，具有如下有益效果：加速薄片晶体104与热沉101的热交换，减少薄片晶体104受热膨胀时产生的应力。

结合图1、图3及图5，热沉101例如为铜、等的金属制，热沉101的中心设有例如圆形、椭圆形或者方形等各种形状的通光孔103。薄片晶体104通过导热胶层102 固定在热沉101上，薄片晶体104的一面与热沉101紧密贴合，此时薄片晶体104的中心与通光孔103的中心重合。通光孔103的边长或最大直径大于薄片晶体104的边长。其中，薄片晶体104可以是倍频晶体，也可以是其它的非线性晶体。

导热胶层102可以选用导热性好的导热银胶热固而形成，具体地，导热胶层102 可以是含银环氧树脂。该银胶纯度高、附着力强、流变性能好、导热系数应大于2W/m·K，具体地，大于3W/m·K。能使热量更好的从薄片晶体104传递至热沉101上。

在将薄片晶体104安装于热沉101上时，应首先如图1将导热胶均匀地覆盖至热沉101的通光孔103附近，而后将薄片晶体104的四角固定至热沉101之上。每分钟升温5℃至80-120℃，可以防止升温过快导致晶体断裂，温度稳定后恒温加热约1.5h。使导热胶，具体地，含银环氧树脂，热固而得到厚度均匀地导热胶层102。

结合图2，导热胶层102也可以是由如图2所示的复数根导热胶条102a构成，导热胶条102与导热胶层102采用同样的材质，这样设置导热胶层102可以防止覆盖薄片晶体104时，由于使用的胶水量过多而出现溢胶现象。

由此，导热胶层102形成于热沉101与薄片晶体104之间，覆盖与除与通光孔重合部分之外的整个薄片晶体104。加快了热沉101与薄片晶体104之间的热量交换，提高了薄片晶体104的散热效果，并将薄片晶体104固定于热沉101上。

结合图3及图4，固定胶105设置于薄片晶体104边缘，可以是两个或者三个，用于进一步将薄片晶体104固定在热沉101。具体地，如图3可以使用两个固定胶105，薄片晶体104为方形，两个固定胶105可以分别设置在薄片晶体104的设置两条对称边的中点处，从薄片晶体104上横跨至热沉101上。在一些实施例中，薄片晶体104 为圆形，两个固定胶105可以分别设置在薄片晶体104的任一直径的端点处，从薄片晶体104上横跨至热沉101上。在一些实施例中，薄片晶体104为椭圆形，两个固定胶105可以分别设置在薄片晶体104的最长直径的端点处。参考图4，在一些实施例中，固定胶105为三个时，如薄片晶体104为圆形，三个固定胶105可以分别在圆上三个距离分别相等的点。使用这种固定方法，可以避免固定胶105过多导致应力的产生。

在图3及图5的实施例中，固定胶105是胶水接触薄片晶体104边缘而后横跨到热沉101上固化而形成的，具体地，紫外固化胶。这种紫外固化胶具有低伸缩率、固化时间短等特点。因此。固定胶105与薄片晶体接触较小。

参考图5，薄片晶体104的边缘部106相对于导热胶层朝外侧延伸，以在其下部形成用于容纳固定胶的空间。一方面，这样可以防止在制作导热胶层102时使用的胶水量过大而产生溢胶。另一方面，在设置固定胶105时，固定胶105的胶水会沿导热胶层102与薄片晶体104间留出的空隙进入，因此，固化后的固定胶105能够将热沉 101与薄片晶体104结合的更牢固。

在上述的实施方式中，虽然提及了导热胶为导热银胶，具体地，含银环氧树脂，但不限于此，也可以是含有银的，硅脂、UV胶、聚胺酯、银导热胶、环氧树脂等，还可以是双组分、多组分构成的。在一些实施例中也可以是其它非含银导热胶。只要流变性能好、附着力强、导热系数大于或等于2W/m·K即可，进一步地，大于或等于 3W/m·K。

在上述的实施方式中，虽然提及了固定胶105是胶水固化而成，但不限于此，也可以使用胶带、粘接件充当固定胶105。此外，在上述的实施方式中还提及了胶水紫外固化胶，但不限于此，也可以使用其他光固化胶水，还可以是热固化胶、有机固化胶等。只要固化胶伸缩率低、固化时间短即可。

在上述的实施方式中，虽然提及了固定胶105与薄片晶体104的位置关系，但不限于此。实际上，固定胶105是胶水接触薄片晶体104边缘而后横跨到热沉101上固化而形成的。只需要满足固定胶105能够加固热沉101与薄片晶体104的贴合关系，具有防止晶体脱落的作用即可。

在上述的实施方式中，虽然提及了热固形成的导热胶层102厚度均匀，但厚度不均匀虽然会影响导热胶层的的热量传递，但仍然优于现有技术，因此即使涂抹不均匀但拥有导热胶层102即可。

在上述的实施方案中，图5中虽然示意了导热胶层102在前后方向上比薄片晶体104稍短，并未完全覆盖薄片晶体在上下方向的下表面，但不限于此。导热胶层102 也可以完全覆盖薄片晶体104，也可以比图5中提示的更短，只需要使得薄片晶体104 能够导热良好的贴在热沉102即可。

【具体实施例】

参考图1和图3，对本实用新型的薄片晶体固体装置的一种优先地实施例进行说明，其中，薄片晶体104为倍频晶体，热沉101采用铜热沉，热沉101中心设置有圆形通光孔103，薄片晶体104与热沉101间具有一层固化导热银胶而成的导热胶层102，具体地，实用含银的环氧树脂。通过固化的导热胶层102，薄片晶体104中心与热沉 101中心重合。在薄片晶体104的左右方向上进行了两次点胶作为固定胶105，分别与方形薄片晶体104的左右方向上两条边的中点接触而形成。

上述的具体实施例由于使用了含银的环氧树脂作为导热胶层102，薄片晶体104与热沉101贴合更佳，当通过较高功率基频光时，薄片晶体104能快速与热沉101进行热交换。且，导热胶层102已将晶体固定至热沉101，因此只需要进行两次点胶来作为固定胶105即可。而且使用的胶水量较少。因此，具体实施例中的固定胶105能在防止薄片晶体104脱落的同时，还能避免由于点胶量过多，当光功率较大时薄片晶体104受到的应力过大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.薄片晶体固定装置，其特征在于，包括：

热沉，所述热沉上设有通光孔；

导热胶层，环绕所述通光孔设置在所述热沉上；

薄片晶体，被粘接在所述导热胶层上；

固定胶，设置在所述薄片晶体的边缘部，固定被所述导热胶层粘接的所述热沉和所述薄片晶体。

2.根据权利要求1所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述薄片晶体是倍频晶体。

3.根据权利要求1所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述导热胶层由复数根间隔设置的导热胶条构成。

4.根据权利要求1或2所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述导热胶层由导热胶冷却固化构成。

5.根据权利要求4所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述薄片晶体的边缘部相对于所述导热胶层朝外侧延伸，以在其下部形成用于容纳所述固定胶的空间。

6.根据权利要求4所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述导热胶为导热银胶，导热系数大于或等于2W/m·k。

7.根据权利要求4所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述导热胶为导热银胶，导热系数大于或等于3W/m·k。

8.根据权利要求1所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述固定胶为2个或3个。

9.根据权利要求8所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述固定胶为2个，分别设置在所述薄片晶体的两条对称边的中点处。

10.根据权利要求1、8或9所述的薄片晶体固定装置，其特征在于，所述固定胶由紫外固化胶固化而成。

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