电光调q开关双晶体配对夹持工装及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光器技术领域，具体为一种电光调Q开关双晶体配对夹持工装及其使用方法。
【背景技术】
[0002]电光调Q开关是一种光开关器件，广泛用于激光器中，以获得高脉冲，窄脉宽的激光输出。目前常用的电光调Q开关由KDP(KH2P04)、LN(LiNb03)、RTP(RbTi0P04)等晶体制作而成。LN晶体由于具有光折变、压电等性能，其光损伤阈值较低，不能用于高重复频率、高脉冲的激光器中；KDP晶体由于电光系数太小，其半波电压常达到5000-6000V，且具有潮解性能，限制了其广泛应用；KTP晶体类(包含RTP，RbTi0P04)是公认的电光品质因数最好的材料，但该类晶体具有双折射性能，为了抵消静态双折射效应引起的相位差，同时又能补偿温度变化引起的相位差，该类晶体通常配对使用。其配对方法是:将两块尺寸完全相同的晶体串联，且第二块晶体绕光传播方向的主轴旋转90°。这种晶体配对的方法还有一个好处是降低了电光调Q开关的半波电压，因为KTP类电光调Q开关一般作为横向电光调制，串联后其通光方向长度增加为2倍，因此其半波电压降低一半。
[0003]目前配对的两块晶体为相同的长方体，二晶体固定于V型金属支架，同时此支架支撑晶体也作为一个电极，导电银胶作为粘接剂固定KTP类晶体于支架。配对成功的理想结果是前后两块晶体的三个主轴完全平行，也就是两块晶体三个方向的棱均相互平行，此时垂直入射的光透过配对的晶体后在观察屏上只出现一个光斑，成功配对晶体所制作的电光调Q开关具有最好的消光比。当两块晶体的三个主轴未能完全平行，垂直入射的光透过时由于干涉作用将在观察屏上出现2个或更多个光斑，严重影响了激光器的关断性能。
[0004]虽然现有配对晶体的支撑V型架可辅助晶体定位，但支架和晶体都较小，任何轻微触碰都会改变晶体位置，在粘接晶体时难以调节、准确配对定位，粘接后也不易进行处理固化。因而目前双晶体电光调Q开关配对的操作难度高，费时费力，效率低，而且配对的成功率也无法保证。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是设计一种电光调Q开关双晶体配对夹持工装，包括锁紧装置和底座，锁紧装置的定位块上的梯形槽与V型支架底部相配合，锁紧装置的定位孔与底座的定位杆配合。
[0006]本发明的另一目的是设计上述电光调Q开关双晶体配对夹持工装的使用方法，V型支架插在锁紧装置的定位块上的梯形槽内固定，锁紧装置插在底座上固定，V型支架固定在本夹持工装上完成导电胶的涂抹、晶体定位及加热固化导电胶。
[0007]本发明设计的一种电光调Q开关双晶体配对夹持工装，与双晶体的V型支架相配合，所述V型支架底部垂直于底面的截面为等腰三角形，该等腰三角形顶角为直角。V型支架底部(沿长度方向分为前中后三部分，前部一个侧面向上延伸形成前平台，后部另一个侧面向上延伸形成后平台，中部有一用于与激光器连接的、垂直于V型支架底面的的通孔，前后平台上各有一凸台，凸台的上沿与底面平行，且与底面的距离等于V型支架底部三角形的高度的3/4至I倍。前后平台各置一晶体，凸台卡住晶体下方，前后晶体绕光传播方向的主轴成90°角。晶体的长度为L、宽度为W，前后平台的长度为L?(L-0.5mm)，前后平台的宽度为W?(W-0.5mm)。
[0008]本双晶体配对夹持工装包括锁紧装置和定位座。
[0009]锁紧装置包括底座和其上固接的长方体支架固定块，底座底面为矩形平面，前后侧面平行。底座底面中心有一与底面垂直的盲孔，为中心定位孔。
[0010]锁紧装置底座顶面上竖立支架固定块，支架固定块顶部有一与V型支架的底部相配合的梯形槽，该槽底面与底座底面平行，底座底面的中心定位孔的中心线位于梯形槽底面纵向垂直平分面上，梯形槽的深度小于V型支架前、后平台上凸台下沿至V型支架底面的距离、大于V型支架底部三角形高度的1/2。梯形槽与V型支架底部为间隙配合。梯形槽的长度大于V型支架长度的1/2。V型支架的底部插入梯形槽内。
[0011]支架固定块的梯形槽底面有一垂直于梯形槽底面的贯通前后侧面的裂隙，裂隙深度为支架固定块高度的3/4至I倍，裂隙底部为弧面。支架固定块有一贯穿左右侧面和裂隙的通孔，该孔中心线垂直于裂隙，且该中心线与梯形槽底面的距离小于裂隙深度的1/2。该孔在裂隙的一侧为光孔、裂隙的另一侧为螺纹孔，锁紧螺栓通过光孔、旋入螺纹孔，锁紧螺栓旋紧时，处于裂隙两侧的支架固定块上半部并拢，使梯形槽夹紧插在其内的V型支架底部。
[0012]锁紧装置底座的左侧面和/或右侧面分别向左右外侧上方倾斜、与底面成45度角，左、右侧面各有一个通孔，为左、右定位孔，左、右定位孔分别与左、右侧面垂直。左、右定位孔与中心定位孔的孔径相等。
[0013]梯形槽左、右侧面向上延长相交的直线与底座底面平行，该直线与底座底面的距离、及与底座左、右侧面的距离相等。
[0014]左、右定位孔中心线与中心定位孔的中心线在同一平面上，该平面垂直于底座底面。
[0015]定位座的底面为平面，上方为截面矩形的槽，定位座的截面为倒门形。矩形槽横贯定位座左右侧面，矩形宽度大于锁紧装置底座的厚度，即大于锁紧装置底座前后侧面的距离，矩形槽的槽底为平面、平行于定位座底面，矩形槽的槽底有垂直于定位座底面的定位杆，定位杆的直径小于锁紧装置中心定位孔的孔径，相互为间隙配合。定位杆的高度小于中心定位孔的深度。
[0016]锁紧装置的中心定位孔、左定位孔和右定位孔中的任一个插在定位杆上，锁紧装置卡嵌于定位座的矩形槽内。
[0017]矩形槽的前壁有I?4个螺纹孔，孔的中心线平行于槽底，与槽底的距离为槽深的1/3至2/3。当锁紧装置卡嵌于定位座的矩形槽内，固定螺栓从相应的螺纹孔旋入，锁紧装置被紧抵于槽壁固定。
[0018]本发明设计的电光调Q开关双晶体配对夹持工装的使用方法，采用本发明的双晶体电光调Q开关配对用夹持工装，具体步骤如下:
[0019]1、V型支架底部插入本夹持工装的锁紧装置的梯形槽内，旋紧锁紧螺栓，夹紧V型支架底部；
[0020]I1、锁紧装置的中心定位孔插在丰夹持工装和定位座的定位杆上，锁紧装置卡嵌于定位座的矩形槽内，旋紧固定螺栓，将锁紧装置紧抵于槽壁固定；
[0021]II1、在固定于锁紧装置的V型支架的前、后平台上涂抹导电剂，两块晶体分别放在V型支架的前、后平台上；
[0022]IV、夹持工装置于检测光的光路上，检测光垂直入射、通过夹持工装上固定的V型支架上的两块晶体，由于V型支架固定于夹持工装，不会晃动，可从容微调晶体位置，使观察屏只出现一个光斑；
[0023]V、调节后，静置3?10分钟，旋松固定螺栓，取下锁紧装置，锁紧装置与粘有双晶体的V型支架一起置于烘箱加热；
[0024]V1、导电胶固化后，旋松锁紧螺栓，从锁紧装置上取下V形支架，完成双晶体配对。
[0025]当锁紧装置底座的左、右侧面分别向左右外侧上方倾斜、与底面成45度角，左、右侧面各有一个分别与左、右侧面垂直的左、右定位孔，左、右定位孔与中心定位孔的孔径相等；所述步骤II中，锁紧装置的中心定位孔和左、右定位孔均可插在夹持工装定位座的定位杆上。
[0026]与现有技术相比，本发明一种电光调Q开关双晶体配对夹持工装及其使用方法的优点为:1、本夹持