高温倍频晶体结构的制作方法

1.本技术属于激光器技术领域，更具体地说，是涉及一种高温倍频晶体结构。


背景技术：

2.传统的固体激光器或光纤激光器一般采用临界相位匹配的lbo倍频晶体。lbo倍频晶体结构主要利用半导体制冷器和热敏电阻控制温度。
3.如图1所示，lbo倍频晶体结构包括半导体制冷器底座101、半导体制冷器102、晶体底座103、倍频晶体104、晶体压块105、固定座106和热敏电阻107。由于半导体制冷器102的制热温度一般不超过100℃，且热敏电阻107为常温热敏电阻，无法精确探测100℃以上工作，同时，机械结构的半导体制冷器底座101和固定座106可以导热，高温下热量会较快耗散，无法保证高温下温度的稳定。
4.因此上述结构的临界相位匹配倍频晶体的最高工作温度一般不超过100℃，而目前市面上越来越多的激光器采用非临界相位匹配，工作温度较高，一般在149.5℃左右，所以常规设计的lbo倍频晶体结构难以应用于倍频工作温度较高的激光器，故而有待改进。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种高温倍频晶体结构，以解决以下技术问题：常规设计的lbo倍频晶体结构的最高工作温度一般不超过100℃，难以应用于倍频工作温度较高的激光器。
6.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
7.提供一种高温倍频晶体结构，包括固定座，所述固定座上设置有隔热安装部，所述隔热安装部远离所述固定座的一侧设置有加热温度大于或等于150摄氏度的加热元件，所述加热元件远离所述隔热安装部的一侧设置有晶体组件，所述晶体组件上设置有热敏电阻。
8.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述隔热安装部包括由耐高温隔热材料制成的隔热层，所述耐高温隔热材料的可耐温度大于或等于200摄氏度。
9.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述隔热安装部包括加热底座和由耐高温隔热材料制成的隔热球，所述耐高温隔热材料的可耐温度大于或等于200摄氏度，所述加热元件安装于所述加热底座远离所述固定座的一侧，所述隔热球设置有多个且连接于所述加热底座和所述固定座之间。
10.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述耐高温隔热材料为耐高温玻璃、耐高温陶瓷、耐高温铁氟龙、耐高温聚苯硫醚、耐高温聚苯砜、耐高温聚醚醚酮、耐高温酚醛树脂或者耐高温聚酰亚胺。
11.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述晶体组件包括晶体底座、倍频晶体和晶体压块，所述晶体底座和所述加热元件相连接，所述倍频晶体安装于所述晶体底座上，所述晶体压块连接于所述晶体底座上以将所述晶体底座压紧。
12.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述晶体底座的底部设置有孔洞，所述热敏电阻安装于所述孔洞内。
13.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述热敏电阻与所述晶体底座之间、所述加热元件与所述晶体底座之间均采用高温导热胶固定，所述高温导热胶的可耐温度大于或等于160摄氏度且具有导热性能。
14.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述加热元件为电阻式加热片、电阻式加热棒或者电阻式加热丝。
15.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述热敏电阻为高温热敏电阻，所述高温热敏电阻的可耐温度大于或等于160摄氏度，当温度大于或等于150摄氏度时所述高温热敏电阻的电阻值大于或等于3000欧姆。
16.在本技术的一种可实现的技术方案中，所述高温倍频晶体结构适用于非临界相位匹配倍频晶体，所述高温倍频晶体结构的长期工作温度大于或等于170摄氏度。
17.综上所述，本技术至少包括以下一种有益的技术效果：
18.1.固定座和隔热安装部为加热元件提供了稳定的安装基础，加热元件工作时可以对晶体组件进行加热，由于加热元件的加热温度大于或等于150摄氏度，与制热温度不超过100℃的半导体制冷器相比，明显提升了高温倍频晶体结构的长期工作温度，可以应用于倍频工作温度较高的激光器，尤其是采用非临界相位匹配且长期工作温度在149.5℃左右的激光器，该激光器可以为固体激光器或光纤激光器；
19.2.由于隔热安装部具有一定的隔热效果，从而热量不易传递至固定座上进行耗散，足以保证高温下温度的稳定，进而高温倍频晶体结构运行更加稳定；
20.3.高温导热胶不仅可以使热敏电阻与晶体底座之间、加热元件与晶体底座之间牢固连接，而且高温导热胶还具有耐高温和导热效果，进而加热元件所产生的热量可以较为顺畅的传递至倍频晶体和热敏电阻上，间接有利于热敏电阻实时获取较为准确的温度，进而方便精准控制高温倍频晶体结构的温度；
21.4.晶体底座为倍频晶体提供了较为牢固的安装位置，而且配合晶体压块，可以将晶体底座压紧固定，有效防止倍频晶体松动。上述设计的晶体组件，不仅结构简单，而且组装制作方便，稳定性和牢固性都比较高。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术中lbo倍频晶体结构的结构示意图。
24.图2为本技术实施例一提供的高温倍频晶体结构的结构示意图。
25.图3为本技术实施例二提供的高温倍频晶体结构的结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、固定座；2、隔热安装部；21、隔热层；22、加热底座；23、隔热球；3、加热元件；4、晶体组件；41、晶体底座；42、倍频晶体；43、晶体压块；5、热敏电阻；
28.101、半导体制冷器底座；102、半导体制冷器；103、晶体底座；104、倍频晶体；105、晶体压块；106、固定座；107、热敏电阻。
具体实施方式
29.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
31.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.常规设计的lbo倍频晶体结构主要利用半导体制冷器和热敏电阻控制温度，由于半导体制冷器的制热温度一般不超过100℃，且热敏电阻为常温热敏电阻，无法精确探测100℃以上工作，所以常规设计的lbo倍频晶体结构难以应用于倍频工作温度较高的激光器。
34.为了一定程度上解决以上客观存在的技术问题，本技术实施例提出了一种新的技术方案。请一并参阅图2-图3，现对本技术实施例提供的高温倍频晶体结构进行说明。
35.实施例一
36.本技术实施例一提供一种高温倍频晶体结构，请参阅图2，包括固定座1，所述固定座1上设置有隔热安装部2，所述隔热安装部2远离所述固定座1的一侧设置有加热温度大于或等于150摄氏度的加热元件3，所述加热元件3远离所述隔热安装部2的一侧设置有晶体组件4，所述晶体组件4上设置有热敏电阻5。
37.所述隔热安装部2包括由耐高温隔热材料制成的隔热层21，所述耐高温隔热材料的可耐温度大于或等于200摄氏度。隔热安装部2和固定座1之间可以由导热性差的耐高温胶水或螺钉实现固定连接。
38.在本实施例中隔热层21为板状设计，固定座1的竖向截面为t形设计，其底部的接触平面更大，从而方便后续安装固定整个高温倍频晶体结构，而且稳定性比较好。
39.而且所述耐高温隔热材料为耐高温玻璃，在其他实施例中耐高温隔热材料还可以为耐高温陶瓷、耐高温铁氟龙、耐高温聚苯硫醚、耐高温聚苯砜、耐高温聚醚醚酮、耐高温酚醛树脂或者耐高温聚酰亚胺，或者为其他耐高温有机材料。
40.上述选材都具良好的结构强度和硬度，而且可耐温度都比较高，不至于因加热元件3所产生的高温而变质损坏。
41.由于隔热安装部2具有一定的隔热效果，从而热量不易传递至固定座1上进行耗散，足以保证高温下温度的稳定，进而高温倍频晶体结构运行更加稳定。
42.所述晶体组件4包括晶体底座41、倍频晶体42和晶体压块43，所述晶体底座41和所述加热元件3相连接，所述倍频晶体42安装于所述晶体底座41上，所述晶体压块43连接于所述晶体底座41上以将所述晶体底座41压紧。
43.在本实施例中晶体底座41的竖向截面为l形设计，晶体压块43的的竖向截面也为l形设计。
44.晶体底座41为倍频晶体42提供了较为牢固的安装位置，而且配合晶体压块43，可以将晶体底座41压紧固定，有效防止倍频晶体42松动。
45.上述设计的晶体组件4，不仅结构简单，而且组装制作方便，稳定性和牢固性都比较高。
46.为了确保晶体底座41和热敏电阻5之间牢固连接，所述晶体底座41的底部设置有孔洞，所述热敏电阻5安装于所述孔洞内，热敏电阻5的触角会伸出孔洞的外部。
47.所述热敏电阻5与所述晶体底座41之间、所述加热元件3与所述晶体底座41之间均采用高温导热胶固定，所述高温导热胶的可耐温度大于或等于160摄氏度且具有导热性能。
48.高温导热胶不仅可以使热敏电阻5与晶体底座41之间、加热元件3与晶体底座41之间牢固连接，而且高温导热胶还具有耐高温和导热效果，进而加热元件3所产生的热量可以较为顺畅的传递至倍频晶体42和热敏电阻5上，间接有利于热敏电阻5实时获取较为准确的温度，进而方便精准控制高温倍频晶体结构的温度。
49.所述加热元件3为电阻式加热片，在其他实施例中还可以为电阻式加热棒或者电阻式加热丝，也可以为非电阻形式的加热片，或者其他只要能实现加热的器件形式，只要能够满足其加热温度大于或等于150摄氏度即可，当然片式结构的加热元件3，具有加热面积大和安装方便的优势。
50.所述热敏电阻5为高温热敏电阻，所述高温热敏电阻的可耐温度大于或等于160摄氏度，当温度大于或等于150摄氏度时所述高温热敏电阻的电阻值大于或等于3000欧姆，上述标准的热敏电阻5，在高温环境下，运行更加稳定，而且可以及时获取晶体组件4的工作状态。
51.通过上述一系列结构设计，该高温倍频晶体结构适用于非临界相位匹配倍频晶体，该高温倍频晶体结构的长期工作温度大于或等于170摄氏度。
52.非临界相位匹配(noncritical phase matching)的定义：一种不需要进行精确的角度调整的相位匹配技术，非临界相位匹配(有时也称为温度相位匹配或90
°
相位匹配)是用于获得非线性过程的相位匹配技术。
53.相互作用的两个光束沿着双折射非线性晶体某个轴传播，通过调整晶体温度来使得相互作用的两个光束的相速度相等，从而减小相位失配。
54.综上，本技术提供的高温倍频晶体结构，与现有技术相比，具有以下可预期的技术效果：
55.固定座1和隔热安装部2为加热元件3提供了稳定的安装基础，加热元件3工作时可以对晶体组件4进行加热，由于加热元件3的加热温度大于或等于150摄氏度，与制热温度不超过100℃的半导体制冷器相比，明显提升了高温倍频晶体结构的长期工作温度，可以应用
于倍频工作温度较高的激光器，尤其是采用非临界相位匹配且长期工作温度在149.5℃左右的激光器，该激光器可以为固体激光器或光纤激光器。
56.实施例二
57.本技术实施例二提供一种高温倍频晶体结构，请参阅图3，与实施例一的区别之处在于：隔热安装部2的结构设计不同。
58.在本实施例中，所述隔热安装部2包括加热底座22和由耐高温隔热材料制成的隔热球23，所述耐高温隔热材料的可耐温度大于或等于200摄氏度，所述加热元件3安装于所述加热底座22远离所述固定座1的一侧，所述隔热球23设置有多个且连接于所述加热底座22和所述固定座1之间。
59.在本实施例中，隔热球23可以设置为四个且位于一矩形的四角布置，加热底座22为板状设计，隔热球23可以使加热底座22和固定座1之间存在一定的间隙，以避免热量传递至固定座1上，进一步提升其隔热效果。
60.隔热球23的固定方式可以采用导热性差的耐高温胶水或螺钉固定连接，可以设计对应的凹槽，以便提前定位隔热球23的位置，方便制作和组装。
61.隔热球23也可以为棒状，或者其他合适的形状，只要能确保加热底座22和固定座1之间留有间隙即可，上述间隙可以明显提升隔热效果，以防止热量直接传递至固定座1上被耗散掉。
62.所述耐高温隔热材料为耐高温陶瓷，在其他实施例中耐高温隔热材料还可以为耐高温玻璃、耐高温铁氟龙、耐高温聚苯硫醚、耐高温聚苯砜、耐高温聚醚醚酮、耐高温酚醛树脂或者耐高温聚酰亚胺，或者为其他耐高温有机材料。
63.上述选材都具良好的结构强度和硬度，而且可耐温度都比较高，不至于因加热元件3所产生的高温而变质损坏。
64.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。