Przedmiotem wynalazku jest komórka Pockelsa z krysztalem elektrooptycznym, stosowana w lase¬ rach.Stan techniki. Znana jest komórka Pockelsa z krysztalem elektrooptycznym, opisana w opisie pa¬ tentowym francuskim nr 2 283 569 — ki. H01S,3/08.Jest ona utworzona nastepujaco. Obudowa ze¬ wnetrzna jest wykonana w ksztalcie jednostronnie zamknietego cylindra. W denku tej obudowy jest wykonany poosiowo otwór, zas w poblizu krawe¬ dzi scianek bocznych jest wykonane wyzlobienie w ksztalcie splaszczonego pierscienia, umozliwia¬ jace wprowadzenie elementów wewnetrznych ko¬ mórki i zapewniajace okreslona sprezystosc. Na wewnetrzna powierzchnie denka jest ulozony pierwszy krazek kwarcowy, spelniajacy funkcje okienka optycznego.Na pierwszy krazek kwarcowy jest ulozona pierwsza elektroda zlota, majaca poosiowo wyko¬ nany otwór oraz pierscieniowe wyzlobienie od stro¬ ny pierwszego krazka kwarcowego, w którym jest osadzony pierwszy pierscien uszczelniajacy. Na pierwsza elektrode zlota jest ulozona obudowa we¬ wnetrzna, w ksztalcie grubosciennej tulei, zawie¬ rajaca wewnatrz krysztal KD2P.Obudowa wewnetrzna, na powierzchniach czo¬ lowych, ma wykonane wyzlobienia pierscieniowe, które sa nieco szersze od wyzlobienia wykonanego w krazku kwarcowym. Na obudowe wewnetrzna jest ulozona druga elektroda zlota, wykonana iden- 10 15 20 25 30 tycznie jak pierwsza. Na druga elektrode zlota jest ulozony drugi krazek kwarcowy, równiez wy¬ konany identycznie jak pierwszy, wyposazony w drugi pierscien uszczelniajacy. Obudowa zewnetrz¬ na jest zasklepiona wieczkiem, majacym wykona¬ ny poosiowo otwór oraz wyzlobienie identyczne jak w denku. Wieczko jest przytwierdzone do obudo¬ wy zewnetrznej za pomoca kreta, kontrujacego jed¬ noczesnie obudowe wewnetrzna i spelniajacego role przewodu, laczacego druga elektrode zlota z kon¬ cówka doprowadzajaca napiecie. Komórka Pockelsa jest przytwierdzona do metalowej oslony lasera za pomoca wkreta.Znana jest równiez komórka Pockelsa, opisana w opisie patentowym amerykanskim nr 3 771 852 — ki. H01s,3/ll. Jest ona utworzona nastepujaco. Obu¬ dowa zewnetrzna jest wykonana w ksztalcie tulei cylindrycznej, majacej dwa otwory w sciance bocz¬ nej, przez które sa wprowadzone tulejki dystanso¬ we z wkretami. Wkrety sa osadzone w laczówce pólcylindrycznej, umieszczonej wewnatrz zewnetrz¬ nej obudowy, ponizej jej podluznej osi symetrii.Powyzej podluznej osi symetrii tej obudowy jest umieszczony krysztal KDP w ksztalcie walca, oto¬ czony ciecza imersyjna. Do powierzchni czolowych krysztalu sa przylozone elektrody profilowe, a na¬ stepnie krazki kwarcowe, spelniajace funkcje okie¬ nek optycznych. Elektrody profilowe maja ksztalt splaszczonych pierscieni, wyposazonych w obwodo¬ we koncówki, przy czym koncówki te sa podla- 119 7673 119 767 4 czone do wkretów, umieszczonych w tulejach dys¬ tansowych, za pomoca których jest doprowadzone napiecie do elektrod profilowych.^ Istota wynalazku. Komórka Pockelsa z kryszta¬ lem elektrooptycznym, skladajaca sie z obudowy zewnetrznej wykonanej z tworzywa izolacyjnego, zawierajacej wewnatrz ksztaltowe pierscienie, kraz¬ ki kwarcowa spelniajace funkcje okienek optycz¬ nych, uszczelnionych od strony pierscieni metalo¬ wych pierwszymi pierscieniami uszczelniajacymi, nastepnie pierscienie dociskowe uszczelnione od strony krazków kwarcowych drugimi pierscieniami uszczelniajacymi, plytki dociskowe przytwierdzone do powierzchni czolowych tej obudowy zewnetrz¬ nej, .oraz zawierajacej ciecz imersyjna otaczajaca krysztal wzdluz calej jego dlugosci, ma poza tym elementy o nastepujacej konstrukcji.Ksztaltowe pierscienie metalowe sa przymoco¬ wane ich zawieszkami membranowymi, za pomoca pasty przewodzacej, do elektrod krysztalu osadzo¬ nych na powierzchni tego krysztalu metoda próz¬ niowego naparowywania w postaci dobrze prze¬ wodzacej warstwy podkladowej i warstwy zlota naparowanej na te warstwe podkladowa. Poloze¬ nie ksztaltowych pierscieni metalowych w obudo¬ wie zewnetrznej, realizujace jednoznaczne ustawie¬ nie krysztalu ze wzgledu na polaryzacje, jest usta¬ lone za pomoca trzpieni kontaktowych, wkreconych w otwory gwintowane obudowy zewnetrznej, do¬ prowadzajacych napiecie do elektrod krysztalu.Ksztaltowe pierscienie metalowe maja w czes¬ ciach srodkowych zawieszki membranowe, zas na powierzchniach bocznych maja wglebienia stozko¬ we, w które sa wprowadzone ostrza stozkowe trzpieni kontaktowych. Krysztal z przytwierdzony¬ mi do niego ksztaltowymi pierscieniami metalo¬ wymi stanowi element wymienny. Obudowa ze¬ wnetrzna, zasklepiona obustronnie plytkami docis¬ kowymi z otworami przelotowymi, ma rowek piers¬ cieniowy, wykonany w sciance wewnetrznej, slu¬ zacy do odpowietrzenia cieczy imersyjnej. Plytki dociskowe, majace otwory o srednicach nieco mniejszych od srednicy roboczej krysztalu, stano¬ wia diafragmy chroniace elektrody przed wypale¬ niem przez promieniowanie laserowe.Przyklad wykonania. Komórka Pockelsa z krysz¬ talem elektrooptycznym jest przedstawiona na ry¬ sunku, którego fig. 1 przedstawia ja w pólprze¬ kroju wzdluznym — w pólwidoku, fig. 2 — w wi¬ doku czolowym, fig. 3a — powiekszenie czesciowe elementów konstrukcyjnych komórki, ograniczo¬ nych przestrzenia A wedlug fig. 1, w pólprzekroju, fig. 3b — powiekszenie czesciowe elementów kon¬ strukcyjnych komórki, ograniczonych przestrzenia A wedlug fig. 1, równiez w pólprzekroju, z tym ze elementy wedlug fig. 3a sa dostosowane do elektrod pierwszego typu, a elementy wedlug fig. 3b sa dostosowane do elektrod drugiego typu, fig. 4a — krysztal z pierscieniami i z elektrodami pierwszego typu w widoku z boku, a fig. 4b — krysztal z pierscieniami i z elektrodami pierwszego typu w widoku czolowym. Komórka Pockelsa jest utworzona nastepujaco. Obudowa zewnetrzna 1 jest wykonana z teflonu w ksztalcie tulei profilowej z otworem przelotowym, usytuowanym poosiowo, o srednicy zmniejszajacej sie dwustopniowo ku srodkowi tej tulei, w wyniku czego z obu konców obudowy 1 sa utworzone wglebienia cylindryczne.W poblizu wewnetrznych krawedzi wglebien cy- 5 lin^rycznych, w powierzchniach czolowych otworu przelotowego, sa wykonane rowki pierscieniowe 2, sluzace do osadzenia pierwszych pierscieni uszczel¬ niajacych 3. Wewnatrz otworu przelotowego jest umieszczony krysztal elektrooptyczny 4 typu DKDP o ksztalcie prostopadloscianu, przy czym przekatna przekroju poprzecznego tego krysztalu 4 jest mniej¬ sza od srednicy otworu przelotowego. Do elektrod krysztalu 4 sa przymocowane, za pomoca pasty przewodzacej, ksztaltowe pierscienie metalowe 5.Pierscien 5 ma obwodowy kolnierz 6 o przekroju trójkata prostokatnego oraz zawieszki membrano¬ we 7 lub 8.Na powierzchni bocznej pierscienia 5, a scislej biorac w miejscu polaczenia kolnierza 6 z czescia zasadnicza, jest wykonane wglebienie stozkowe 91 We wglebienia stozkowe 9 obu pierscieni 5 sa wprowadzone ostrza stozkowe trzpieni kontakto¬ wych 10 doprowadzajacych napiecie do elektrod krysztalu 4, przy. czym trzpienie kontaktowe 10 sa wkrecone w otwory gwintowane obudowy 1 wykonane w plaszczyznach prostopadlych do po¬ wierzchni bocznych pierscieni 5.Wglebienia stozkowe 9 i trzpienie kontaktowe 10 sluza do jednoznacznego ustawienia krysztalu 4 w obudowie 1 ze wzgledu na polaryzacje tego krysztalu 4. Na trzpienie kontaktowe 10 sa nakre¬ cone koncówki lutownicze 11, do których sa przy¬ twierdzone przewody napieciowe 12. Na koncówki lutownicze 11 sa nalozone koszulki igielitowe 13, zapewniajace warunki bhp.Od stron zewnetrznych powierzchni czolowych pierscieni 5, w cylindryczne wglebienia obudowy 1, sa wlozone krazki kwarcowe 14, spelniajace funkcje okienek optycznych, a nastepnie pierscienie do¬ ciskowe 15. Pierscienie dociskowe 15 maja rowki pierscieniowe 16, wykonane w powierzchniach czo¬ lowych tych pierscieni 15 od strony krazków kwar¬ cowych 14, w które sa osadzone drugie pierscienie uszczelniajace 17. Do czolowych powierzchni obu¬ dowy 1 sa umocowane, za pomoca wkretów 18, plytki dociskowe 19, majace poosiowo wykonane otwory, o srednicach nieco mniejszych od srednicy czolowej powierzchni roboczej 4a krysztalu 4, sta¬ nowiace diafragmy chroniace elektrody krysztalu 4 przed wypaleniem przez promieniowanie lasero¬ we. Obudowa 1 ma dwa zewnetrzne splaszczenia 20, sluzace do latwego wyboru zadanej plaszczyz¬ ny polaryzacji.W miejscu jednego ze splaszczen 20 obudowy 1, zaleznie od wyboru zadanej plaszczyzny polaryzacji, jest przytwierdzona, za pomoca wkretów 21, plyt¬ ka 22 mocujaca komórke do uchwytu, nie przed¬ stawionego na rysunku.Przestrzen, ograniczona boczna powierzchnia otworu przelotowego, bocznymi powierzchniami krysztalu 4 i wewnetrznymi, czolowymi powierzch¬ niami pierscieniowymi 5, .sluzy do pomieszczenia cieczy imersyjnej, która otacza krysztal 4 na calej jego dlugosci. Ciecz imersyjna jest wprowadzona do tej przestrzeni przez jeden z otworów, przezna- 13 20 25 30 35 40 45 50 55 60119 767 czonych pod trzpienie kontaktowe 10. W celu od¬ powietrzenia cieczy imersyjnej jest wykonany w sciance bocznej wewnetrznej obudowy 1 rowek pierscieniowy 23.Elektrody krysztalu 4 sa osadzone metoda próz¬ niowego naparowywania na jego czolowe powierz¬ chnie ewentualnie na jego pobocza. Ksztalt tych elektrod jest zalezny od maski, bedacej integralna czescia oprawki mocujacej krysztal 4 w czasie na¬ parowywania.Elektrody sa utworzone z warstwy naparowy¬ wanego srebra lub miedzi, jako dobrze przewo¬ dzacej warstwy podkladowej o grubosci od osiem¬ dziesieciu do stu nanometrów bezposrednio przy¬ legajacej do powierzchni krysztalu 4 i z warstwy zlota o grubosci od czterdziestu do piecdziesieciu nanometrów naparowanej na warstwe podklado¬ wa. W przypadku elektrod pierwszego typu, to znaczy elektrod 24 naparowanych na powierzchnie czolowe krysztalu 4, pierscienie 5 maja w czesci srodkowej zawieszki membranowe 7, w postaci cienkich plytek z otworami równymi przekrojowi poprzecznemu krysztalu 4, przytwierdzone do tych elektrod 24 wewnetrznymi powierzchniami za po¬ moca pasty przewodzacej, przy czym przekatne otworów membranowych zawieszek 7 sa obrócone wzgledem przekatnych przekroju poprzecznego krysztalu 4 o kat czterdziestu pieciu stopni, tak ze zawieszki membranowe 7 przylegaja do elektrod 24 w narozach powierzchni czolowych tego kryszta¬ lu 4.. Natomiast w przypadku elektrod drugiego typu, to znaczy elektrod 25 naparowanych na pobocza krysztalu 4, pierscienie 5 maja cztery zawieszki membranowe 8 w ksztalcie trapezowym, skiero¬ wane wzdluz osi krysztalu 4 i oczywiscie przyle¬ gajace do tych elektrod 25 poprzez paste przewo¬ dzaca.Takie uksztaltowanie pierscieni 5 oraz sposób ich polaczenia z krysztalem 4, zabezpiecza krysztal 4 przed uszkodzeniem wskutek dzialania naprezen powstajacych przy dociskaniu trzpieni kontakto¬ wych 10 w miejscu ich styku z powierzchniami bocznymi tych pierscieni 5, eliminujac jednoczes¬ nie skutki wynikajace ze zmian dlugosci krysztalu 4 pod wplywem efektu piezoelektrycznego przy podaniu napiecia na elektrody krysztalu 4, jak równiez umozliwia przechowywanie krysztalu 4, jako zespolu wymiennego, z zachowaniem warun¬ ków czystosci jego powierzchni.Natomiast uksztaltowanie trzpieni kontaktowych 10 i koncówek lutowniczych 11 eliminuje z jednej strony mozliwosc iskrzenia w miejscu styku tych trzpieni 10 z pierscieniami 5, z drugiej strony za¬ bezpiecza krysztal 4 przed szkodliwym wplywem temperatury, podwyzszajacej sie przy lutowaniu przewodów 12 dp koncówek lutowniczych 11, po¬ przez odejmowalnosc tych koncówek 11 w czasie wykonywania czynnosci lutowania.Zastrzezenia patentowe 1. Komórka Pockelsa z krysztalem elektrooptycz- nym, skladajaca sie z obudowy zewnetrznej wy- io konanej z tworzywa izolacyjnego, z ksztaltowych pierscieni metalowych, z krazków kwarcowych spelniajacych funkcje okienek optycznych uszczel¬ nionych od strony ksztaltowych pierscieni metalo¬ wych pierwszymi pierscieniami uszczelniajacymi, z 13 pierscieni dociskowych uszczelnionych od strony krazków kwarcowych drugimi pierscieniami uszczelniajacymi, z plytek dociskowych przytwier¬ dzonych do powierzchni czolowych obudowy ze¬ wnetrznej za pomoca wkretów, oraz zawierajaca 20 ciecz imersyjna otaczajaca krysztal wzdluz calej jego dlugosci, znamienna tym, ze ksztaltowe piers¬ cienie metalowe (5) sa przymocowane, za pomoca pasty przewodzacej, ich zawieszkami membrano¬ wymi (7, 8) do elektrod (24, .25) krysztalu (4) osa- 25 dzonych na powierzchni tego krysztalu (4) metoda prózniowego naparowywania w postaci dobrze przewodzacej warstwy podkladowej i warstwy zlo¬ ta naparowanej na te warstwe podkladowa* przy czym polozenie ksztaltowych pierscieni metalowych 30 (5) w obudowie zewnetrznej (1) realizujace jedno¬ znaczne ustawienie krysztalu <4) ze wzgledu na polaryzacje, jest ustalone za pomoca trzpieni kon¬ taktowych (10), wkreconych w otwory gwintowane obudowy zewnetrznej (1) i doprowadzajacych na- 33 piecie do elektrod (24, 25). 2. Komórka Pockelsa wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze ksztaltowe pierscienie metalowe (5) maja na powierzchniach bocznychNwglebienia stoz¬ kowe (9), w które sa wprowadzone ostrza stozkowe ^o trzpieni kontaktowych (10). 3. Komórka Pockelsa wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze krysztal (4) z przytwierdzonymi do niego ksztaltowymi pierscieniami metalowymi (5) stanowi element wymienny. 45 4. Komórka Pockelsa wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze obudowa zewnetrzna (1), zasklepiona obustronnie plytkami dociskowymi (19), ma rowek pierscieniowy (23) wykonany w sciance wewnetrz¬ nej tej obudowy (1), sluzacy do odpowietrzenia 50 cieczy imersyjnej. 5. Komórka Pockelsa wedlug zastrz. 4, znamien¬ na tym, ze plytki dociskowe (19) maja otwory o srednicach nieco mniejszych od srednicy powierzch¬ ni roboczej krysztalu (4), które stanowia diafragmy 55 chroniace elektrody (24) przed wypaleniem przez promieniowanie laserDwe.119 767 Fig.3a Rg.3b Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 106/83 Cena 100 zl PL