一種高電光效率的電光開關的製作方法

2023-10-21 07:58:57 3

專利名稱：一種高電光效率的電光開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及光電子領域，特別涉及一種高 電光效率的電光開關。
背景技術：
電光調Q技術是利用在電光晶體上施加電壓而改變晶體的折射率，使達到改變光的偏振態，與起偏器一起使用可實現光開關的作用。利用電光調Q技術的脈衝雷射，峰值功率高，脈寬窄。所以，電光開關是脈衝雷射器中的ー個非常重要的器件。電光開關在使用中有個常見的現象就是電光效率低，所謂電光效率低就是在開關關門時不能完全的關斷光，使儲存在雷射介質中的能量會在開關打開之前被消耗掉，因此造成了脈衝光輸出功率的降低。 造成電光效率低有幾個原因入射光束沒有嚴格的垂直晶體通光面入射；入射光束有一定的發散角，因此相當於有一部分光束不是垂直晶體通光面入射；電光晶體本身的生長應カ造成其內部質量不均勻；晶體上的安裝應カ引起晶體折射率主軸和折射率大小的變化，從而引入附加的相位延遲；外加電場的不均勻引起晶體折射率改變不均勻。以上原因，前兩個是可以通過細緻調節雷射光路時改善；第三個是晶體本身的質量原因；而後最後兩個是可以通過開關內部結構設計改善的，也是我們設計開關時最應該關注的。電光開關設計的難點在於使電極與晶體表面接觸緊密而又不會使晶體產生較大的應力。所以，晶體與外接電極的連接方式是設計考慮的重點因素之一。通常的電極連接方式有粘結、焊接或直接壓固。所謂粘結方式就是直接用可導電的有機粘合劑把電極與晶體粘連起來，這種電光開關的結構簡單，但是粘結劑在閃光燈或雷射照射下極易老化，而且粘結劑的揮發會對器件造成汙染，從而降低了光學元件的雷射抗損傷閾值。焊接是指直接把電極和晶體Y面焊接在一起。由於焊接時的溫度較高，焊接過程中會損壞晶體，而且也不易使晶體和電極接觸均勻。還可能出現因環境溫度劇烈變化或振動造成的「斷路」現象。電光晶體上外加電場均勻性問題也是電光開關設計要考慮的因素之一，好的電場均勻性也可以改善開關對光的關斷能力。
發明內容傳統電光開關中電極與晶體的粘接結構通常為膠粘，焊接，壓固，採用膠粘結構就是直接用可導電的有機粘合劑把電極與晶體粘連起來，粘結劑在閃光燈或雷射照射下極易老化，而且粘結劑的揮發會對器件造成汙染，從而降低了光學元件的雷射抗損傷閾值，採用焊接結構由於焊接時的溫度較高，焊接過程中會損壞晶體，而且也不易使晶體和電極接觸均勻，採用壓固結構極易造成接觸不良導致電場不均勻。本發明採用鍵合結構的連接結構解決了上述問題，本發明的目的是這樣實現的ー種高電光效率的電光開關，包括絕緣殼體，電光晶體，在晶體ー對側面鍍有金屬導電層，金屬導電層之上鍍有銦錫合金，內部金屬電極高度都高於晶體側面兩端高度一部分，探出部分的高度大於或等於晶體側面上整個金屬導電層高度的1/10到2倍之間的距離，其特徵在於通過加溫加壓的方式通過銦錫合金將金屬電極與金屬導電層鍵合在一起；銦錫合金厚度為5(Tl00nm，所述電光晶體為Z切橫向應用方式並在ー對通光面上鍍有光學增透膜，所述的電光晶體可為單塊晶體或多塊晶體通過膠合，光膠，鍵合或直接固定等方法串接，內部金屬電極高於晶體側面部分處可填充導熱且絕緣的弾性有機材料，確保了電極間的絕緣；所述內部金屬電極上部開有外接金屬電極孔，以便內，外接電極間的電連接，外接電極可垂直旋入或插入內部電極上方的孔固定；所述絕緣外殼兩端面各安裝一片光學窗ロ片，所述光學窗ロ片由圓形中空端蓋壓固。本發明專利有以下優點在電極的連接方式上，採用內、外金屬電極分段式連接，晶體側面使用鍵合方式將金屬導電層與金屬電極鍵合，外加金屬電極從垂直於內部金屬電極的外接電極孔擰入且壓緊內部金屬電極並固定。這樣既保證了電光晶體與整個導電層間的緊密電接觸，又因為電極壓固方向垂直於晶體且不在晶體上，沒有給晶體產生安裝應力從而不會產生附加相位延遲；在外加電場均勻性上，因為內部金屬電極寬於晶體整個側面，所以加電場後晶體相對處於電場的中間，不會受到電極邊緣電場有時有可能不穩 定的影響而導致對晶體內通過線偏光偏轉不充分而漏出的問題；同時因金屬電極與金屬導電層直接鍵合在一起，減少了外電極到晶體之間的電阻，提高了電光效率。
以下結合附圖對本實用新型作進ー步說明。

圖I為本發明一種高電光效率的電光開關結構剖面圖。其中101為絕緣殼體102為電光晶體103為金屬導電層104為銦錫合金105為內部金屬電極106為導熱並且絕緣的彈性材料107為外接金屬電極孔
具體實施方式
例I本發明電光開關用於單晶體或雙晶體光膠或膠合或鍵合的封裝實施方式I參見附圖I。圖中電光開關包括一圓筒形絕緣殼體101;殼體中心有個長方形的開槽，槽中間放置電光晶體102，，它們可以是單晶體或雙晶體光膠或膠合或鍵合；在晶體的ー對側面鍍有金屬導電層103;所述金屬導電層外鍍有銦錫合金104;所述內部金屬電極105通過加溫加壓的方式與金屬導電層鍵合，金屬電極長度與金屬導電層一致，高度都高於晶體側面兩端高度一部分，探出部分的高度等於晶體側面上整個金屬導電層高度的1/4 ；所述的電光晶體，內部金屬電極都固定在絕緣殼體中間的開槽中；所述內部金屬電極高於晶體側面部分處可填充導熱且絕緣的弾性有機材料106不僅保證了電極間的充分絕緣，而且更好的導出晶體工作時的熱量，外接金屬電極通過外接金屬電極孔107插入或旋入開關外殼101，最終擰緊在內部金屬電極105上並與其達到緊密的電接觸。開關的兩端可根據實際需要加裝光學窗ロ片及端蓋，不過端蓋和光學窗ロ片的構造及連接為現有技木，此處不再贅述。
權利要求1.ー種高電光效率的電光開關，包括絕緣殼體，電光晶體，在晶體ー對側面鍍有金屬導電層，金屬導電層之上鍍有銦錫合金，內部金屬電極高度都高於晶體側面兩端高度一部分，探出部分的高度大於或等於晶體側面上整個金屬導電層高度的1/10到2倍之間的距離，其特徵在幹通過加溫加壓的方式通過銦錫合金將金屬電極與金屬導電層鍵合在一起。
2.如權利I所述的ー種高電光效率的電光開關，其特徵在於所述的電光晶體為Z切橫向應用方式並在ー對通光面上鍍有光學增透膜。
3.如權利I所述的ー種高電光效率的電光開關，其特徵在於所述銦錫合金的厚度為50nm 丄OOnm0
專利摘要一種高電光效率的電光開關,包括絕緣殼體，電光晶體，電光晶體為Z切橫向應用方式並在一對通光面上鍍有光學增透膜，晶體一對側面鍍有金屬導電層，所述金屬導電層外鍍有銦錫合金；所述內部金屬電極與金屬導電層鍵合在一起；所述內部金屬電極高度都高於晶體側面兩端高度一部分；所述內部金屬電極高於晶體側面部分處可填充導熱且絕緣的彈性有機材料；所述內部金屬電極上部有外接金屬電極孔。本電光開關結構設計可使外接電極與晶體保證長時間緊密電接觸,大大減小了安裝應力對晶體造成損壞或斷裂的可能和附加的相位延遲,以及具有良好的外加電場均勻性,使電光開關的關斷能力得到了很大的增強,從而也提高了所工作雷射器的輸出性能。
文檔編號G02F1/03GK202631891SQ20112053994
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者鄭熠, 王曉偉, 吳少凡 申請人:福建福晶科技股份有限公司