液态金属大气激光调制器的制作方法

本实用新型涉及调制器，特别涉及一种液态金属大气激光调制器。

背景技术：

大气激光调制是以激光为传输载体，以大气为传输媒介的通信方式。它是将传送的信息加载到光束上，利用大气为传输介质，以点对点方式进行语音、数据、图像的宽带传输技术。而红外激光调制器是将大气激光调制的一种，将激光改为红外激光即可。

(1)大气裸红外激光工作原理

红外激光调制器采用红外激光作为通讯载体,一般由红外发射和红外接收系统两部分组成。其中的红外发射系统是由对一个红外激光源与激光调制模块所组成。红外接收系统通过光电转换器件完成光信号与电信号的转换。大气激光通信就是将需要发送的信息加载到红外激光上直接通过大气传输激光，传输到接收端,完成点到点或点到多点的信息传输。实现这种传输的关键技术在于激光传输是直接通过大气介质进行传输的没有光纤等人工导光介质，适用于地对空激光通讯或其他不能架设光缆电缆等需要通讯的场所。

(2)调制器工作原理

调制器工作原理从激光光源分类，有气体激光，半导体激光，晶体激光等等

①半导体激光调制器工作原理

半导体激光器作为一种结型器件，实质上就是一个PN结半导体器件类似于LED灯，其调制方式与遥控器的红外LED信号调制类似，可直接进行功率调制。

半导体激光器自身特性存在的问题：

(1)半导体激光器有很高的量子效率,微小的电流变化都将导致其输出光强的很大变化,因此，作为半导体激光器对电源的要求较高。要求半导体激光器电源是恒流源，具备很高的电流稳定度和很小的纹波系数否则会直接影响激光器激光输出功率、波长等的稳定性。

(2)对电流冲击的承受能力很差。因此，半导体激光电源中必须有特殊的抗电流冲击措施和保护电路，瞬态的电流或电压尖峰脉冲, 以及过流、过压都会损坏半导体激光器

(3)半导体激光器输出受温度影响较大,所以调制电路中要加入温度控制单元。

综上导致红外半导体激光调制器电路结构比较复杂，所需元器件偏多并且成本偏高，输出功率偏低。

②晶体激光调制器工作原理

晶体激光器，其激光工作介质是晶体，类似的激光晶体有YAG 激光晶体，其配合Q开关才能稳定输出激光，Q开关作为晶体激光器的核心部件,它既是激光的产生装置，也是激光的调制装置。其调制主要过程如下，在Q开关晶体上施加电压，经全反镜反射回来，再次经过Q开关晶体，能级反转的粒子数积累到最大值时，突然撤去晶体上的电压，使激光器瞬间处于高Q值状态。

Q开关晶体激光脉冲性能好，瞬间功率大，连续工作对散热要求高，但是Q开关结构比半导体激光器更复杂，且工作中发出大量的热需要很好的散热装置，并且造价高。

③气体激光调制器工作原理

气体激光器，其激光工作介质是气体。它主要是采用激光振镜，通过偏转的振镜，利用镜片反射来改变光路完成激光调制。气体激光器由定子，转子，检测传感器三部份组成。其中振镜头为动圈式(转子为线圈)，其它的均为动磁式(转子为磁芯)。所有的振镜头均采用为永久磁铁，体积较大，转动惯量大，不利于快速响应.机械机构，易损。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液态金属大气激光调制器，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型提供的液态金属大气激光调制器，包括螺线管以及装置在所述螺线管内的水银舱室；

所述螺线管包括金属圈和绕组线，所述绕组线自上而下逆时针缠绕在所述金属圈上；

所述水银舱室包括矩形框架、电极板、绝缘侧板、激光透镜片和金属盖板；

所述电极板为两个并分别安装在所述矩形框架的两端，两个所述电极板上分别安装有接线端子，所述绝缘侧板为两个并分别安装在所述矩形框架的两侧，所述激光透镜片为两个并分别安装在所述矩形框架的顶部和底部，所述金属盖板为两个并分别与两个所述激光透镜片连接，两个所述金属盖板上相对应的位置分别设有激光过孔。

进一步地，所述螺线管和所述水银舱室之间的缝隙采用导磁胶填充。

进一步地，所述激光透镜片为硒化锌激光透镜片。

进一步地，所述金属盖板为铜板。

进一步地，所述电极板为铁板。

进一步地，所述绝缘侧板为有机玻璃板、陶瓷板、硅胶板或亚克力板。

进一步地，所述金属圈上的所述绕组线为每层20幂，共10层。

进一步地，所述金属圈为硅钢圈。

进一步地，所述绕组线为铜漆包线。

进一步地，所述绕组线的线径为1mm。

本实用新型提供的液态金属大气激光调制器，具有如下优点：

1、与传统的半导体激光器相比功率更大，一般的传统的都是采用半导体激光器调制，半导体的结构特性导致功率小，一般为几毫瓦。而本设计激光光源采用的是二氧化碳激光源，功率可达到数十瓦。

2、相比于传统的半导体激光器调制和晶体激光器调制，所需的元器件常见且少，且制作工艺简单，成本低廉。

3、半导体激光调制需要专门的控温器件，对温度敏感；晶体激光调制工作时，发热比较严重。气体激光调制器体积较大，机械结构易损。本设计受到温度的影响小，器件不易损坏，系统更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的液态金属大气激光调制器的结构爆炸图。

附图标记：1-螺线管；2-水银舱室；11-金属圈；12-绕组线；21- 矩形框架；22-电极板；23-绝缘侧板；24-激光透镜片；25-金属盖板； 251-激光过孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的液态金属大气激光调制器的结构爆炸图；如图1所示，本实用新型实施例一提供的液态金属大气激光调制器，包括螺线管1以及装置在所述螺线管1内的水银舱室2；

所述螺线管1包括金属圈11和绕组线12，所述绕组线12自上而下逆时针缠绕在所述金属圈11上；

所述水银舱室2包括矩形框架21、电极板22、绝缘侧板23、激光透镜片24和金属盖板25；

所述电极板22为两个并分别安装在所述矩形框架21的两端，两个所述电极板22上分别安装有接线端子，所述绝缘侧板23为两个并分别安装在所述矩形框架21的两侧，所述激光透镜片24为两个并分别安装在所述矩形框架21的顶部和底部，所述金属盖板25为两个并分别与两个所述激光透镜片24连接，两个所述金属盖板25上相对应的位置分别设有激光过孔251。

具体地，所述螺线管1和所述水银舱室2之间的缝隙采用导磁胶填充。

具体地，所述激光透镜片24为硒化锌激光透镜片。

具体地，所述金属盖板25为铜板。

具体地，所述电极板22为铁板。

本申请的液态金属大气激光调制器的工作原理如下：

首先将本申请的液态金属大气激光调制器水平的放置在激光台上，让激光从下端的金属盖板25上的激光过孔251射入透过激光透镜片24后，被其中的液态金属吸收。当左侧的电极板22的接线端子接24V信号电源正极，右侧的电极板22的接线端子接地，电流从左侧的电极板22的接线端子流经过水银导体流向右侧的电极板22的接线端子。同时绕组线12的一端接24V电源正极、另一端接地，在金属圈11内产生一个自下向上的均匀磁场。此时由左手定则可确定水银导体受到向内的安培力作用被推向一侧，使激光过孔251的光路导通，激光通过。总体实现将24V信号电源的通断数字信号调制在激光上的效果。

其中金属盖板25的作用是保护两个激光透镜片24，因为激光透镜片24易摔，使得系统稳定性能好。

其中激光透镜片24的作用是构建一个能够透过激光又能够产生一个密封性的腔室来保存液体金属。

首先将两个绝缘侧板23和两个电极板22分别用氧树脂胶接固定密封在矩形框架21上，然后再将一个激光透镜片24用氧树脂胶接固定密封在矩形框架21底部，使矩形框架21只剩一个上开口，从上开口注入水银，使水银能正好覆盖整个底部激光透镜片24。之后将上端的激光透镜片24用环氧树脂胶接固定密封在矩形框架21顶部，构成密封的矩形体，激光透镜片24能够使得激光通过。然后将带有激光过孔251的两个金属盖板25用环氧树脂胶接固定密封在两个激光透镜片24上，下一步将整个设备装置在绕线组中间，其中，绕线组通电绕在一个金属圈11上，最后采用导磁胶填充缝隙并固定整体结构。H907-NR导磁胶的填充可以提高整体效率，并能够起到弹性缓冲作用提高设备的稳定性。

实施例二：

本实施例二提供的液态金属大气激光调制器是对实施例一提供的液态金属大气激光调制器的进一步改进，在实施例一以及图1的基础上，本实施例二提供的液态金属大气激光调制器，包括螺线管1 以及装置在所述螺线管1内的水银舱室2；

所述螺线管1包括金属圈11和绕组线12，所述绕组线12自上而下逆时针缠绕在所述金属圈11上；

所述水银舱室2包括矩形框架21、电极板22、绝缘侧板23、激光透镜片24和金属盖板25；

所述电极板22为两个并分别安装在所述矩形框架21的两端，两个所述电极板22上分别安装有接线端子，所述绝缘侧板23为两个并分别安装在所述矩形框架21的两侧，所述激光透镜片24为两个并分别安装在所述矩形框架21的顶部和底部，所述金属盖板25为两个并分别与两个所述激光透镜片24连接，两个所述金属盖板25上相对应的位置分别设有激光过孔251。

具体地，所述螺线管1和所述水银舱室2之间的缝隙采用导磁胶填充。

具体地，所述激光透镜片24为硒化锌激光透镜片。

具体地，所述金属盖板25为铜板。

具体地，所述电极板22为铁板。

本申请的液态金属大气激光调制器的工作原理如下：

首先将本申请的液态金属大气激光调制器水平的放置在激光台上，让激光从下端的金属盖板25上的激光过孔251射入透过激光透镜片24后，被其中的液态金属吸收。当左侧的电极板22的接线端子接24V信号电源正极，右侧的电极板22的接线端子接地，电流从左侧的电极板22的接线端子流经过水银导体流向右侧的电极板22的接线端子。同时绕组线12的一端接24V电源正极、另一端接地，在金属圈11内产生一个自下向上的均匀磁场。此时由左手定则可确定水银导体受到向内的安培力作用被推向一侧，使激光过孔251的光路导通，激光通过。总体实现将24V信号电源的通断数字信号调制在激光上的效果。

其中金属盖板25的作用是保护两个激光透镜片24，因为激光透镜片24易摔，使得系统稳定性能好。

其中激光透镜片24的作用是构建一个能够透过激光又能够产生一个密封性的腔室来保存液体金属。

首先将两个绝缘侧板23和两个电极板22分别用氧树脂胶接固定密封在矩形框架21上，然后再将一个激光透镜片24用氧树脂胶接固定密封在矩形框架21底部，使矩形框架21只剩一个上开口，从上开口注入水银，使水银能正好覆盖整个底部激光透镜片24。之后将上端的激光透镜片24用环氧树脂胶接固定密封在矩形框架21顶部，构成密封的矩形体，激光透镜片24能够使得激光通过。然后将带有激光过孔251的两个金属盖板25用环氧树脂胶接固定密封在两个激光透镜片24上，下一步将整个设备装置在绕线组中间，其中，绕线组通电绕在一个金属圈11上，最后采用导磁胶填充缝隙并固定整体结构。H907-NR导磁胶的填充可以提高整体效率，并能够起到弹性缓冲作用提高设备的稳定性。

具体地，所述绝缘侧板23为有机玻璃板、陶瓷板、硅胶板或亚克力板。

具体地，所述金属圈11上的所述绕组线12为每层20幂，共10 层。

具体地，所述金属圈11为硅钢圈。

具体地，所述绕组线12为铜漆包线。

具体地，所述绕组线12的线径为1mm。

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。