一种激光非线性晶体温控装置的制作方法

本实用新型涉及激光非线性频率变换技术领域，特别涉及一种激光非线性晶体温控装置。

背景技术：

激光在工业加工、信息传输、远程传感等领域发挥了越来越重要的作用。目前，发展最成熟的是输出波长为1μm左右的激光器，其激光增益介质包括Nd:YAG、Yb:YAG、Nd:YVO₄、Nd:YLF，掺Yb增益光纤和钕玻璃等。为满足激光加工、显示和表演等应用的需求，通常需要在激光器中加入二倍频系统，得到0.5μm左右的绿光输出，还可进一步加入三倍频、四倍频系统等得到紫外和深紫外输出。为得到更长波长的激光输出，可加入光参量振荡系统。倍频系统和光参量振荡系统都是常用的激光非线性频率变换系统。

激光非线性频率变换系统通常由非线性晶体、温度控制装置和温度控制电路组成。为了得到稳定和高效的激光非线性频率变换输出，一般将非线性晶体的温度控制在高于激光器腔内温度的某一个温度点上。如二倍频LBO晶体的典型控制温度是150度，三倍频LBO晶体的典型控制温度是60度。而激光器腔内温度通常为25度。激光器从初始低温状态逐步升温到设定温度，非线性晶体在此过程中因受热膨胀，外形尺寸逐渐变化，相应的夹持机构如果夹持力度不随之改变很有可能影响激光器工作稳定性和可靠性。在高温下，由于非线性晶体和夹持结构的热膨胀系数不同，易于在两者之间形成应力，影响非线性频率变换效率，严重时还会导致非线性晶体破裂，因此，非线性晶体夹持机构的设计是非常重要的。

技术实现要素：

为解决现有技术中缺陷，本实用新型提供一种激光非线性晶体温控装置，能够在温控装置热胀冷缩时使非线性晶体受力均匀，且不因夹持力度过大而发生破裂。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光非线性晶体温控装置，所述装置包括：弹簧、弹簧压块、非线性晶体压块、基座、整体安装块、非线性晶体和控温元件，所述非线性晶体压块和基座上均设有开口，所述非线性晶体置于非线性晶体压块和基座的开口之间，并且所述非线性晶体压块通过设置在其另一侧的弹簧压紧非线性晶体，所述基座上设有第一安装孔，所述弹簧压块上设有与所述第一安装孔相配合的第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔通过螺钉固定，此时，基座、非线性晶体、非线性晶体压块、弹簧压块和弹簧构成一个整体；所述控温元件安装在基座和整体安装块之间，所述基座通过螺钉固定在整体安装块上或者是通过导热胶将基座和整体安装块分别与控温元件粘接。

对于基座4通过螺钉固定在整体安装块5上的情况，所述基座上还设有第三安装孔，所述整体安装块上设有与第三安装孔相配合的第四安装孔，所述第三安装孔和第四安装孔通过螺钉固定。

优选地，所述基座设有开口的一面为斜面，这样，弹簧压块就斜向压紧基座，该受力方向与非线性晶体截面上其中一条对角线正交。基座与非线性晶体压块共同构成斜面夹持，这种斜面的夹持方式，有利于晶体受力均匀，且非线性晶体始终定位于非线性晶体基座的安装面上。

更优选地，基座上开口的两个截面互相垂直。

更优选地，所述非线性晶体压块和基座的开口处均开有槽口，所述非线性晶体压块和基座在与非线性晶体压合后两面间均留有间隙。防止晶体发生崩边。

进一步地，所述基座上还设有至少一个温度传感器安装孔，用于安装温度传感器，用于探测非线性晶体的温度。其中，所述温度传感器可以为热敏电阻或热电偶等。

其中，本实用新型所述的控温元件是热电制冷片、加热棒或加热片等，为非线性晶体提供合理的工作温度。

本实用新型所采用的非线性晶体6的材料是KDP、KD*P、CD*A、ADP、KTP、KTA、LBO、CLBO、BBO、LiNbO₃中的任何一种。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的非线性晶体温控装置通过弹簧间接侧向夹持实现了对非线性晶体受力均匀的固定，有效地防止非线性晶体因热胀冷缩导致的损伤，保证了激光非线性频率变换的稳定运转。

附图说明

图1是本实用新型一种激光非线性晶体温控装置中结构示意图(剖视图)；

图2为激光非线性晶体温控装置的展开结构示意图；

图3是另外一种激光非线性晶体温控装置中结构示意图；

图中，1－弹簧，2－弹簧压块，3－非线性晶体压块，4－基座，5－整体安装块，6－非线性晶体，7－控温元件，8－第一安装孔，9－第二安装孔，10－第三安装孔，11－第四安装孔，12－温度传感器安装孔，13-槽口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

一种激光非线性晶体温控装置，如图1、图2和图3所示，所述装置包括：弹簧1、弹簧压块2、非线性晶体压块3、基座4、整体安装块5、非线性晶体6和控温元件7，所述非线性晶体压块3和基座4上均设有开口，所述非线性晶体6置于非线性晶体压块3和基座4的开口之间，并且所述非线性晶体压块3通过设置在其另一侧的弹簧1压紧非线性晶体6，所述基座4上设有第一安装孔8，所述弹簧压块2上设有与所述第一安装孔8相配合的第二安装孔9，所述第一安装孔8和第二安装孔9通过螺钉固定，此时，基座4、非线性晶体6、非线性晶体压块3、弹簧压块2和弹簧1构成一个整体；所述控温元件7安装在基座4和整体安装块5之间，所述基座4通过螺钉固定在整体安装块5上或者是通过导热胶将基座4和整体安装块5分别与控温元件7粘接。

对于基座4通过螺钉固定在整体安装块5上的情况，所述基座4上还设有第三安装孔10，所述整体安装块5上设有与第三安装孔10相配合的第四安装孔11，所述第三安装孔10和第四安装孔11通过螺钉固定。

优选地，所述基座4设有开口的一面为斜面，这样，弹簧压块就斜向压紧基座，该受力方向与非线性晶体截面上其中一条对角线正交。基座与非线性晶体压块共同构成斜面夹持，这种斜面的夹持方式，有利于晶体受力均匀，且非线性晶体始终定位于非线性晶体基座的安装面上。

更优选地，基座4上开口的两个截面互相垂直。

更优选地，所述非线性晶体压块3和基座4的开口处均开有槽口13，所述非线性晶体压块3和基座4在与非线性晶体6压合后两面间均留有间隙。防止晶体发生崩边。

进一步地，所述基座4上还设有至少一个温度传感器安装孔12，用于安装温度传感器，用于探测非线性晶体的温度。

更具体地，此激光非线性晶体温控装置的结构、安装方法及工作原理具体如下：

基座4开有放置非线性晶体6的开口，并在开口一角开有槽口13，目的是防止非线性晶体6受其夹持时产生崩边。再将非线性晶体6放在此开口面上，非线性晶体压块3放在非线性晶体6的另一侧，非线性晶体压块3上同样开有放置非线性晶体6的开口，并在开口一角开有槽口13，目的同样是防止非线性晶体6受其夹持时产生崩边。在将基座4和非线性晶体压块3夹持住非线性晶体6后，两个压块面间留有一定间隙。非线性晶体压块3另一侧压有弹簧1，该弹簧1是本装置中夹持力提供的来源。弹簧压块2和基座4由第二安装孔9和与之对应的第一安装孔8通过螺钉安装成为一体。此时弹簧1，弹簧压块2，非线性晶体压块3，基座4，非线性晶体6通过螺钉已经安装成为一体。再将基座4和整体安装块5由第三安装孔10和第四安装孔11通过螺钉安装在一起，其中控温元件7夹在基座4和整体安装块5之间，温度传感器安装孔12用于安装温度传感器，这样整个激光非线性晶体温控装置安装完成。

本实用新型采用大直径的弹簧1压持非线性晶体压块3，有利于将弹簧1的弹性压力通过非线性晶体压块3均匀的传递给非线性晶体6，使非线性晶体6在夹持中不会因受力不均或某一点的夹持力过大而发生内应力不均甚至损坏。激光非线性晶体温控装置在特定温度条件下工作时，装置由室温逐步控温至特定温度，或者由工作状态变成关机状态，装置温度发生变化。此时非线性晶体6也随着温度的变化发生热胀冷缩，此时非线性晶体压块3会随着非线性晶体6的变化而发生相应位移，同时弹簧1也跟随膨胀或收缩，从而保护了非线性晶体6一直处于合理的夹持力范围内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。