一种倍频晶体X-Y双向位置调整器的制作方法

本发明涉及一种倍频晶体x-y双向位置调整器，应用于科研、教学、加工、医疗等众多领域。

背景技术：

在固体激光器倍频技术领域中，为了提高倍频光的功率，常用手段是采用强聚焦的方法来提高基频光照射到倍频晶体上的功率，而这种方法大大提高了倍频晶体基频光入射面的单位面积热量，使得倍频过程中倍频晶体容易损坏，形成晶体坏点，从而降低倍频效率及稳定性，大大缩短了倍频晶体的使用寿命。目前采用多个导柱连接支架，若干拉簧连接底板，再通过一个旋转驱动电机控制凸轮旋转，使晶体支架沿着导柱做直线运动来实现一个方向的位置变化；而另一个方向上则采用一个直线电机驱动底板在该方向上做直线运动来实现的，此种结构尺寸大、结构笨拙、所需器件多、误差也较大。

倍频晶体是固体激光器获得倍频光输出必不可少的关键器件，其实现方法是基频光通过聚焦手段入射到倍频晶体表面或晶体内部，最终可实现基频光的二倍频、三倍频或四倍频以致混频输出。此类激光器广泛应用于科研、教学、加工、医疗等众多领域。因此需要激光器具有较高的稳定性与使用寿命。但是强聚焦的基频光入射到倍频晶体时，会大大提高晶体的单位面积热量，使得倍频晶体容易损坏，形成晶体坏点，从而破坏倍频的效率和稳定性，缩短了激光器的整体使用寿命。目前市场上提供的倍频晶体均无法克服这种高热损伤，因此如何改善，优化倍频晶体的使用环境以及使用方法成为了提高倍频晶体使用寿命的主要手段。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种倍频晶体x-y双向位置调整器，可自动调节倍频晶体在x-y平面双向位置平移的调整器，通过调整器使基频光入射到倍频晶体的位置周期性的改变，有效利用倍频晶体的工作面，达到提高倍频晶体使用寿命及提高激光器稳定性的总体目的，其具有结构简易紧凑、摩擦阻力小、无噪音、线性度高等优点。

本发明采用的技术方案是：一种倍频晶体x-y双向位置调整器，包括底座和固定在底座上的x轴滑台与y轴滑台，其特征在于：晶体夹具或恒温炉固定在y轴滑台上，由于滑台采取复合结构设计，即x轴滑台由水平方向和垂直方向两部分框架组成，通过螺钉固定成一个整体；同时y轴滑台通过直线导轨与x轴滑台的垂直方向框架相连接，这样y轴滑台既可以相对于x轴滑台做垂直运动，又可在x轴滑台的带动下相对于底座做水平方向的运动，因此就实现了晶体夹具的x-y的双向移动；其中滑台均采用直线导轨作为滑动部件，且在滑台背部还有两根拉簧连接，拉簧起到保证拨杆与支杆时刻相抵，确保晶体夹具稳定地沿x、y双向移动；两台线性马达并排对称地固定在底座内部，线性马达的顶端通过连接件与转动摆件相连，而短轴穿过转动摆件与之紧固连接，短轴与轴承座间有微型轴承起润滑作用，短轴的末端固定有拨杆，拨杆与支杆相抵。

本发明的积极效果是机械结构更加小巧紧凑，器件少且结构精，采用两个相同型号的线性步进电机驱动，同时两电机平行排列，通过相同的传动结构实现x、y两个方向上的位置移动。该结构具有尺寸更加小巧，传动件数量更少，精度更高等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是右视图。

图3是后视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：

如图1-3所示，一种倍频晶体x-y双向位置调整器，包括底座1和固定在底座1上的x轴滑台2与y轴滑台3，其特征在于：晶体夹具4（或恒温炉）固定在y轴滑台3上，由于滑台采取复合结构设计，因此可实现晶体夹具4的双向移动。即x轴滑台2由水平方向和垂直方向两部分框架组成，通过螺钉固定成一个整体；同时y轴滑台3通过直线导轨5与x轴滑台2的垂直方向框架相连接，这样y轴滑台3既可以相对于x轴滑台2做垂直运动，又可在x轴滑台2的带动下相对于底座1做水平方向的运动，因此就实现了晶体夹具4的x-y的双向移动；其中滑台均采用直线导轨5作为滑动部件，且在滑台背部还有两根拉簧12连接，拉簧12起到保证拨杆8与支杆10时刻相抵，确保晶体夹具4稳定地沿x、y双向移动；两台线性马达6并排对称地固定在底座1内部，线性马达6的顶端通过连接件与转动摆件7相连，而短轴9穿过转动摆件7与之紧固连接，短轴9与轴承座11间有微型轴承起润滑作用，短轴9的末端固定有拨杆8，拨杆8与支杆10相抵。

上述倍频晶体x-y双向位置调整器在使用时，线性马达6通过转动摆件7将直线运动转换成短轴9的轴向旋转运动，而与短轴9相连的拨杆8则带动支杆10做相应的上下或左右运动，即最终实现了固定在y轴滑台3上的晶体夹具4（或恒温炉）的水平与垂直双向位置移动，从而使倍频晶体与基频光光路达到了相对移动的目的，减少了基频光照射在倍频晶体同一点处的时间，避免了晶体出现坏点时的功率下降等现象，起到了延长倍频晶体使用寿命的效果，提高了整机的稳定性与寿命。此外采用直线导轨5实现位置移动，不存在累计误差，且精度与稳定性极高。

倍频晶体即温度匹配型晶体固定在圆柱形的恒温炉内；或者是倍频晶体即角度匹配型晶体固定在同等尺寸的晶体夹具4体内。而晶体夹具4与平移滑台连接，平移滑台采用复合式结构，可实现水平与垂直两个方向的线性移动，且x、y双向的滑台即x轴滑台2和y轴滑台3与底座1间均有一根拉簧12连接，起到复位控制作用，具体结构如图1所示。x轴滑台2与y轴滑台3位于底座1之上，采用精密微型直线导轨5滑动，底座1内部平行固定两个微型线性步进线性马达6作为动力源，该线性马达6可做直线型伸缩运动，有效伸缩位移量为±10mm，同时采用直连方式将线性马达6与转动摆件7固定住，转动摆件7再穿过一根短轴9，短轴9与转动摆件7成垂直位置摆放。短轴9的两端装有微型轴承固定于轴承座11内，而短轴9的外露端固定一个拨杆8，拨杆8与平移滑台上的支杆10相接触。那么当线性马达6接收到驱动信号命令时即做直线伸缩运动（运动位移量可通过脉冲信号精确控制，最高精度可达0.01mm），此时与之直连的转动摆件7受到力的作用将带着短轴9做一定角度的摆动（转动摆件7与短轴9通过螺钉做紧固连接，因此转动摆件7会带动短轴9在轴承的润滑下做转动），而短轴9以及固定在其一端上的拨杆8也将实现一定角度范围内的转动运动，此时拨杆8再将转动量传递给支杆10，支杆10则带动滑台沿着直线导轨5做相应位移量的直线运动，同理另一方向的滑台也是通过上述原理实现直线运动的，只是与之前所述的轴承座呈90°角度摆放，最终固定在滑台上的倍频晶体实现了一定位移量的x、y双方向的平移运动，综上通过本发明实现了倍频晶体与基频光光路的相对移动，从而减少了基频光照射在倍频晶体同一点处的时间，避免了晶体出现坏点时的功率下降等现象，起到了延长倍频晶体使用寿命的效果，提高了整机的稳定性与寿命。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种倍频晶体X‑Y双向位置调整器，包括底座和固定在底座上的X轴滑台与Y轴滑台，其特征在于：晶体夹具或恒温炉固定在Y轴滑台上，由于滑台采取复合结构设计，即X轴滑台由水平方向和垂直方向两部分框架组成，通过螺钉固定成一个整体；同时Y轴滑台通过直线导轨与X轴滑台的垂直方向框架相连接，这样Y轴滑台既可以相对于X轴滑台做垂直运动，又可在X轴滑台的带动下相对于底座做水平方向的运动，因此就实现了晶体夹具的X‑Y的双向移动；通过调整器使基频光入射到倍频晶体的位置周期性的改变，有效利用倍频晶体的工作面，达到提高倍频晶体使用寿命及提高激光器稳定性，具有结构简易紧凑、摩擦阻力小、无噪音、线性度高等优点。

技术研发人员：李世杰;郑权;陈曦;陈磊;李奇;邓岩
受保护的技术使用者：长春新产业光电技术有限公司
技术研发日：2018.07.24
技术公布日：2018.11.02