专利名称：晶体控温装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及激光器领域，尤其涉及的是一种应用在皮秒紫外激光器上的晶体控温装置及其使用方法。
背景技术：
皮秒紫外激光器已经在物理、化学、生物、医学、通信以及大科学工程等领域得到了越来越广泛的应用，皮秒紫外激光器的一个重要参数是运转的稳定性，包括时间稳定性 (脉冲宽度和重复频率的抖动)、空间稳定性(模式的变化)和功率稳定性(脉冲能量的起伏)。目前在计量标准、化学反应动力学和大的科学工程的应用中，皮秒紫外激光器的长时间稳定运转是至关重要的。目前皮秒紫外激光器普遍采用控温炉对倍频晶体实现控温，但是对于高重复频率工作，平均功率在瓦级以上，晶体吸收紫外光，具有严重的热效应，晶体内部温度长时间升高，不能有效的散热，导致晶体发生热畸变，光束模式变坏，功率下降，从而使得皮秒紫外激光器不能长时间稳定工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶体控温装置，旨在解决现有的皮秒紫外激光器不能有效散热的问题。本发明的技术方案如下一种晶体控温装置，包括热沉、晶体固定装置和基座，所述晶体固定装置通过第一固定装置固定在热沉的上部，所述晶体固定装置和热沉共同形成晶体容纳腔，所述热沉的下部通过第二固定装置固定在基座上，所述热沉的中部设置有散热管道，在散热管道的两端设置有阀门，用于连接外界的散热源。所述的晶体控温装置，其中，在热沉的上部还设置有热敏电阻容纳腔，所述热敏电阻容纳腔靠近晶体容纳腔设置。所述的晶体控温装置，其中，所述第一固定装置包括第一螺钉、贯通晶体固定装置的第一通孔、设置在热沉上部的第一螺孔，所述第一螺钉穿过第一通孔与第一螺孔螺接。所述的晶体控温装置，其中，所述第二固定装置包括第二螺钉、贯通热沉下部的第二通孔、设置在基座上的第二螺孔，所述第二螺钉穿过第二通孔与第二螺孔螺接。所述的晶体控温装置，其中，所述第一螺钉采用导热材料制作。 所述的晶体控温装置，其中，所述第二螺钉采用隔热材料或者绝热材料制作。所述的晶体控温装置，其中，所述基座上还设置有晶体位置调节装置。所述的晶体控温装置，其中，所述晶体位置调节装置包括四个第三螺孔和两个第三通孔，所述四个第三螺孔均勻分布在基座的四个角落处，所述两个第三通孔分布在基座的两端。所述的晶体控温装置，其中，所述第三螺孔的直径是2mm-4mm，所述第三通孔的直径是 4mm-6mm。所述的晶体控温装置，其中，所述热沉和基座的材料是紫铜、银或白宝石。所述的晶体控温装置，其中，所述第二通孔为长形通孔。所述的晶体控温装置，其中，所述长形通孔呈圆角矩形，宽度为5mm，长度为20mm， 所述第二螺孔的直径为4mm。所述的晶体控温装置，其中，所述阀门是即插即拔水嘴。此外，还提供一种上述晶体控温装置的使用方法，包括将晶体用铟箔包裹，通过晶体固定装置将晶体固定在晶体容纳腔中；将涂满导热胶的热敏电阻放入热敏电阻容纳腔中；将基座与激光器的机壳底板接触，并将接触面中间涂满导热硅脂；将阀门与外界的散热源连接。本发明的有益效果在使用上述晶体控温装置时，晶体放置在热沉的上部，热沉的下部与基座接触，热沉中部的散热管道通过阀门与外界的散热源连接以构成循环散热系统，基座与激光器的机壳底板接触，从而使得晶体产生的热量能通过热沉、循环散热系统、 基座、机壳底板有效的散失。因此采用上述晶体控温装置能解决皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦级以上、重复频率在兆赫兹以上的连续锁模皮秒紫外激光器)的散热问题， 使皮秒紫外激光器能够稳定功率且连续工作在4个小时以上，满足工业需求。
图1是晶体控温装置的整体结构图；图2是图1中热沉的仰视图；图3是图1中基座的仰视图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。请参阅图1，应用在皮秒紫外激光器中的晶体控温装置包括热沉1、晶体固定装置 2和基座5。晶体固定装置2通过第一固定装置12固定在热沉1的上部。晶体固定装置2 和热沉1共同形成晶体容纳腔4，用于放置晶体。在热沉1的上部还设置有热敏电阻容纳腔 3，用于放置热敏电阻。并且热敏电阻容纳腔3尽可能靠近晶体容纳腔4设置，以实现最近距离实时探测晶体温度。热沉1的下部通过第二固定装置11固定在基座5上。热沉1和基座5的材料可以是导热性能好的任何材料，例如紫铜、银、白宝石等。热沉1设置有散热管道14，晶体可以是倍频晶体或四倍频晶体。第一固定装置12由第一螺钉、贯通晶体固定装置2的第一通孔、设置在热沉1上部的第一螺孔构成，所述第一螺钉穿过第一通孔与第一螺孔螺接。第一螺钉由导热材料制作。此外，第一固定装置12也可以采用卡接的方式。第二固定装置11由第二螺钉、贯通热沉1下部的第二通孔、设置在基座5上的第二螺孔构成，所述第二螺钉穿过第二通孔与第二螺孔螺接。第二螺钉采用隔热材料或者绝热材料制作，也可采用不导热垫片，使螺钉不与热沉接触。
此外，第二固定装置11也可以采用卡接的方式。请参阅图2，热沉1的中部设置有散热管道14，散热管道14的形状、宽度、长度、高度可根据热沉1的尺寸适当选择(例如可以为螺旋线形、之字形等等)，无严格要求。在散热管道14的两端设置有阀门8，阀门8与外界的散热源连接，从而构成循环散热系统，将晶体通过热沉1传导的热带走，实现精确控温。优选的，阀门8可以是即插即拔水嘴，外界的散热源可以是水箱。当然，也可以采用水银、导热油等传热性较好的液体来代替水。请一并参阅图3，第二通孔10为长形通孔，第二螺钉穿过第二通孔10与第二螺孔 9连接，第二通孔10的作用是调节最佳匹配角前后距离。第二通孔10呈圆角矩形，宽度为 5mm，长度为20mm，第二螺孔9的直径为4mm。基座5上还设置有晶体位置调节装置，具体的，晶体位置调节装置包括四个第三螺孔7和两个第三通孔6，四个第三螺孔7均勻分布在基座的四个角落处，两个第三通孔6 分布在基座5的两端，第三螺孔7和第三通孔6用来实现四顶两压功能，调节晶体的位置， 满足晶体匹配角。第三螺孔7的直径是2mm-4mm，第三通孔6的直径是4mm-6mm，这样可以达到最好的稳定性。与第三螺孔7适配的螺钉为细螺纹的圆头螺钉，实现点接触，且能精细调节。此外，也可采用平头螺钉。在本实施例中，基座5每一端的第三通孔6可以位于该端两个第三螺孔7的中心。上述晶体控温装置的使用方法如下将晶体用铟箔包裹，通过晶体固定装置2将晶体固定在晶体容纳腔4中。将涂满导热胶的热敏电阻放入热敏电阻容纳腔3中。将基座5与激光器的机壳底板接触，接触面中间涂导热硅脂。将阀门8与外界的散热源连接。在使用上述晶体控温装置时，晶体放置在热沉1的上部，热沉1的下部与基座5接触，热沉1中部的散热管道通过阀门8与外界的散热源连接以构成循环散热系统，基座5与激光器的机壳底板接触，从而使得晶体产生的热量能通过热沉1、循环散热系统、基座5、机壳底板有效的散失。因此采用上述晶体控温装置能解决皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦级以上、重复频率在兆赫兹以上的连续锁模皮秒紫外激光器)的散热问题，使皮秒紫外激光器能够稳定功率且连续工作在4个小时以上，满足工业需求。上述晶体控温装置除了应用在皮秒紫外激光器上之外，还可以应用在需要散热的任何激光器中。应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种晶体控温装置，其特征在于，包括热沉、晶体固定装置和基座，所述晶体固定装置通过第一固定装置固定在热沉的上部，所述晶体固定装置和热沉共同形成晶体容纳腔， 所述热沉的下部通过第二固定装置固定在基座上，所述热沉的中部设置有散热管道，在散热管道的两端设置有阀门，用于连接外界的散热源。
2.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，在热沉的上部还设置有热敏电阻容纳腔，所述热敏电阻容纳腔靠近晶体容纳腔设置。
3.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第一固定装置包括第一螺钉、贯通晶体固定装置的第一通孔、设置在热沉上部的第一螺孔，所述第一螺钉穿过第一通孔与第一螺孔螺接。
4.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第二固定装置包括第二螺钉、贯通热沉下部的第二通孔、设置在基座上的第二螺孔，所述第二螺钉穿过第二通孔与第二螺孔螺接。
5.根据权利要求3所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第一螺钉采用导热材料制作。
6.根据权利要求4所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第二螺钉采用隔热材料或者绝热材料制作。
7.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，所述基座上还设置有晶体位置调节装置。
8.根据权利要求7所述的晶体控温装置，其特征在于，所述晶体位置调节装置包括四个第三螺孔和两个第三通孔，所述四个第三螺孔均勻分布在基座的四个角落处，所述两个第三通孔分布在基座的两端。
9.根据权利要求8所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第三螺孔的直径是 2mm-4mm,所述第三通孔的直径是4mm-6mm。
10.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，所述热沉和基座的材料是紫铜、银或白宝石。
11.根据权利要求4所述的晶体控温装置，其特征在于，所述第二通孔为长形通孔。
12.根据权利要求11所述的晶体控温装置，其特征在于，所述长形通孔呈圆角矩形，宽度为5mm，长度为20mm，所述第二螺孔的直径为4mm。
13.根据权利要求1所述的晶体控温装置，其特征在于，所述阀门是即插即拔水嘴。
14.一种权利要求2所述的晶体控温装置的使用方法，其特征在于，包括将晶体用铟箔包裹，通过晶体固定装置将晶体固定在晶体容纳腔中；将涂满导热胶的热敏电阻放入热敏电阻容纳腔中；将基座与激光器的机壳底板接触，并将接触面中间涂满导热硅脂；将阀门与外界的散热源连接。
全文摘要
本发明公开了一种晶体控温装置及其使用方法。该晶体控温装置，包括热沉、晶体固定装置和基座，所述晶体固定装置通过第一固定装置固定在热沉的上部，所述晶体固定装置和热沉共同形成晶体容纳腔，所述热沉的下部通过第二固定装置固定在基座上，所述热沉的中部设置有散热管道，在散热管道的两端设置有阀门，用于连接外界的散热源。采用本发明能解决皮秒紫外激光器(尤其是平均功率在瓦级以上、重复频率在兆赫兹以上的连续锁模皮秒紫外激光器)的散热问题，使皮秒紫外激光器能够稳定功率且连续工作在4个小时以上，满足工业需求。
文档编号H01S3/042GK102377093SQ201010262439
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者樊仲维, 牛岗, 麻云凤 申请人:中国科学院光电研究院, 北京国科世纪激光技术有限公司