一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置的製作方法

2023-05-11 05:31:11 2

本實用新型涉及非線性光學雷射變頻領域，具體涉及一种放置於變頻雷射諧振腔中用於固定並控制雷射變頻晶體溫度的溫控裝置。

背景技術：

在非線性光學中，非線性晶體是雷射變頻的核心器件，雷射水平通過晶體進而對雷射進行波長轉化，控制光通過晶體的不同位置及相應的溫度來實現不同波長雷射的變頻輸出，一般溫度變化1攝氏度，發射雷射波長會改變0.15nm。故在雷射變頻技術當中需要一種控溫裝置來固定加持非線性晶體，並對晶體進行溫控處理。雷射變頻晶體在雷射變頻諧振腔中位置形變及溫度變化會對雷射的變頻輸出產生很大影響，且雷射變頻諧振腔又多種多樣，一種高機械穩定性、溫控性能良好且可適用於不同結構諧振腔的晶體加持溫控裝置必不可少。

目前市場上的溫控裝置爐體體積大，並不適用於多種雷射諧振腔，晶體固定方式單一，不適用於多種型號厚度晶體，機械穩定性能差，易受溫度形變影響。

技術實現要素：

實用新型目的：為了解決上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置，爐體體積小、機械穩定性好，溫控精密、能力強且適用於多種雷射諧振腔。

技術方案：一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置，包括放置在變頻雷射諧振腔中的爐體和底座；所述爐體的側壁設有通孔和凹槽，所述爐體的頂部設有載晶臺，所述載晶臺的側壁設有凸形擋板，所述載晶臺上設有楔形滑塊和晶體容納腔，所述楔形滑塊的楔形邊設置在靠近所述晶體容納腔的一側；所述楔形滑塊和所述晶體容納腔的頂部均設有彈性壓片，所述彈性壓片的側邊與所述凸形擋板的凸臺配合設置，溫控裝置整體結構為三明治結構，中心為爐體，四周為隔熱材料，爐體的裸露部位為通光部分。

進一步的，所述爐體的四周及頂部設有隔熱板，所述隔熱板固定連接在所述底座上。

進一步的，所述爐體的一個側壁設有臺階，所述臺階的下部設有通孔和通孔旁側設有凹槽；所述通孔用來放置加熱棒，加熱棒通過通孔深入爐體內，加熱棒上繞制兩組並聯的電熱絲；所述凹槽用於放置熱敏電阻，用於檢測爐體材料的溫度，爐體及放置熱敏電阻的材料為 黃銅或紅銅。

進一步的，所述爐體載晶臺全部面積都用來與晶體接觸，所述爐體、所述爐體的晶體容納腔面積與晶體面積相同，楔形滑塊與彈性壓片彈性緊貼並包裹住晶體；楔形滑塊和彈性壓片材料皆為黃銅等易導熱材質。

進一步的，所述隔熱板內部呈凹形且凹形內壁設為波浪結構。

進一步的，所述隔熱板均為熱導率低材質；所述爐體中的加熱電阻絲為並聯的兩組電阻絲；採用一組小功率電阻絲用於保溫時使用。

進一步的，所述爐體通過隔離管固定設置在所述底座上。

進一步的，所述隔離管為中空的圓管，通過螺絲固定設置在所述底座上。

進一步的，溫控裝置隔熱板拐角處設置了通光孔，開設了光路通道。

有益效果：本實用新型提供了一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置，通過在載晶臺側面設置楔形滑塊、頂部設置彈性壓片來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機械穩定性；同時載晶臺，楔形滑塊，彈性壓片均為熱導率高材質，使晶體四周均有熱源加熱，減少了晶體與外界的熱交換。採用小尺寸的加熱電阻絲，避免了加熱功率大，致使加熱過飽和帶來的溫度上下波動，減小了爐體體積；隔熱層做了通光處理，避免了裝置在摺疊諧振腔有擋光現象，適用於多種雷射諧振腔。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的爐體連接結構示意圖；

圖3為本實用新型的爐體結構示意圖；

圖4為本實用新型的隔熱板的內部結構示意圖；

圖5為本實用新型的隔熱板蓋子內部結構示意圖；

圖6為本實用新型溫控裝置的內部光路通道示意圖；

其中圖6中，圖6a為直腔通道示意圖，圖6b為環形諧振腔通道示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置，包括放置在變頻雷射諧振腔中的爐體1、底座2以及隔熱板4。

如圖2所示，爐體1通過隔離管3固定設置在底座2上，隔離管3對爐體1起到支撐作用，隔離管3為中空的圓管，通過螺絲固定設置在底座2上。

如圖3所示，爐體1的頂部設有載晶臺8，載晶臺8的側壁設有凸形擋板9，載晶臺8上設有楔形滑塊10和晶體容納腔11，楔形滑塊10的楔形邊設置在靠近晶體容納腔11的一側，晶體容納腔11用於放置非線性晶體，整體包裹住晶體，使晶體四周均有熱源，避免了晶體與外界的熱量交換。

楔形滑塊10和晶體容納腔11的頂部均設有彈性壓片12，彈性壓片12(置於隔熱板蓋子內部)的側邊與凸形擋板9的凸臺配合設置。楔形滑塊10和彈性壓片12用於固定加持非線性晶體，來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機械穩定性。為了防止裝置在環形腔中發生擋光現象，設置載晶臺一側擋體為小巧型的凸形擋板9，避免了擋光現象。

爐體1的一個側壁設有臺階5，臺階5的下部設有通孔6和通孔旁側設有凹槽7；通孔6用來放置加熱棒，加熱棒通過通孔深入爐體內，加熱棒上繞制兩組並聯的電熱絲；凹槽7用於放置熱敏電阻，用於檢測爐體材料的溫度，爐體及放置熱敏電阻的材料為黃銅或紅銅等易導熱、不易形變的材料。

爐體1的四周及頂部設有隔熱板4，隔熱板4固定連接在底座2上，隔熱板上部開設通光孔，避免了裝置在摺疊諧振腔有擋光現象。底座2為硬性材料製作，如硬鋁；底座2上設有螺紋孔，底座2通過螺釘與隔熱板4、爐體1相互連接。

爐體1與隔熱板4之間留有空隙。隔熱板4為隔熱材料製作，如聚四氟乙烯等，用於隔絕外部溫場對爐體溫度的影響，減少熱量交換。

如圖4所示，隔熱板4內部呈凹形且凹形內壁設為波浪結構，凹型結構可使熱量積累，減少了外界溫場的影響。隔熱板4的邊角位置設有螺紋孔402。設置在爐體1底部的隔熱板中心設有圓孔401，隔離管3穿過圓孔401連接底座2。

在不同的雷射諧振腔中，溫控裝置內部光路通道如圖6所示：其中，圖6中圖6a為簡單的直腔，光路不摺疊，普通的溫控裝置即可滿足其使用要求；圖6中圖6b為環形諧振腔，溫控裝置設計小巧，且由於光路彎折，溫控裝置在隔熱板4拐角處設置了通光孔，開設了光路通道，避免了裝置在環形或摺疊的諧振腔有擋光現象。

本實用新型提供了一種用於雷射諧振腔中的溫控裝置，通過在載晶臺側面設置楔形滑塊、頂部設置彈性壓片來推壓緊非線性晶體，保證了晶體的機械穩定性；同時載晶臺，楔形滑塊，彈性壓片均為熱導率高材質，使晶體四周均有熱源加熱，減少了晶體與外界的熱交換；採用小尺寸的加熱電阻絲，避免了加熱功率大，致使加熱過飽和帶來的溫度上下波動；減小了爐體體積；隔熱層做了通孔、即通光處理，避免了裝置在摺疊諧振腔有擋光現象。爐體體積小、結構簡單、機械穩定性好，適用於多種雷射諧振腔。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。