带有晶体温度调控功能的大口径激光倍频转换及聚焦装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大口径光束激光的倍频转换技术，具体涉及一种带有晶体温度调控功能的大口径激光倍频转换及聚焦装置，它通过二倍频转换装置和带有温度控制的四倍频转换装置可以获得高转换效率的高能量激光，并能实现聚焦。
【背景技术】
[0002]惯性约束聚变是实现可控热核聚变能源的主要途径之一，该研究已在世界范围内取得了重要进展。聚焦与频率转换系统位于整个惯性约束聚变装置的末端，倍频转换技术是获得高能量激光的重要方法，主要通过非线性光学晶体如KDP晶体、DKDP晶体、ADP晶体等的倍频效应来得到高频率、高能量的激光。由于晶体具有较高的温度敏感度，尤其是在90°非临界相位匹配条件下较小的温度变化就能大幅度降低晶体的倍频效率，因此对晶体需要进行高精度的温度控制。对大口径晶体进行合理的温度控制，能够实现大口径基频光转换成高能量的四倍频光并实现聚焦显得越来越重要。因此对大口径晶体的温度控制精度提出了越来越高的要求。目前现有的大口径激光倍频转换及聚焦装置因为不具有温度调控能力，不能实现非临界相位匹配。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有的大口径激光倍频转换及聚焦装置不具有温度调控能力，不能实现非临界相位匹配的问题，提供了一种带有晶体温度调控功能的大口径激光倍频转换及聚焦装置。
[0004]本发明的带有晶体温度调控功能的大口径激光倍频转换及聚焦装置包括聚焦透镜、转接法兰、四倍频转换模块、第一光管道、二倍频转换模块、第二光管道和支架；
[0005]聚焦透镜、转接法兰、四倍频转换模块、第一光管道、二倍频转换模块和第二光管道由左至右依次布置，且聚焦透镜与转接法兰固定连接，转接法兰与四倍频转换模块固定连接，四倍频转换模块与第一光管道固定连接，第一光管道与二倍频转换模块固定连接，二倍频转换模块与第二光管道固定连接，四倍频转换模块和二倍频转换模块固装在支架上；
[0006]四倍频转换模块包括大口径晶体四倍频机构、进水管接头、三通、进水管、恒温水箱、回水管、第一回水管接头、第二回水管接头、第一铝合金矩形框体、第二铝合金矩形框体、进水水流控制阀、密封端盖、端盖密封圈、进水分管、出水分管和两个框体端盖，第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体的结构相同，第一铝合金矩形框体与第二铝合金矩形框体左右设置且法兰连接，所述第一铝合金矩形框体内设有框体温控流道，进水管的输入端和回水管的输入端均与恒温水箱连接，进水管的输出端分别与第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体上的两个进水口连接，回水管的输出端分别与第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体上的两个回水口连接，进水管接头和三通均安装在进水管上，第一回水管接头和第二回水管接头均安装在回水管上；
[0007]大口径晶体四倍频机构安装在第一铝合金矩形框体与第二铝合金矩形框体相交处的内腔中，且大口径晶体四倍频机构上的四倍频俯仰驱动组件和四倍频偏摆驱动组件位于第一铝合金矩形框体内，大口径晶体四倍频机构上的四倍频晶体组件位于第二铝合金矩形框体内，四倍频晶体组件内部设有晶体温控流道，四倍频俯仰驱动组件和四倍频偏摆驱动组件密封端盖通过端盖密封圈安装在第二铝合金矩形框体的外壁上，且密封端盖上的入水口与入水接管正对且连通，密封端盖上的出水口与出水接管正对且连通，进水分管的一端与入水口连通，进水分管的另一端与三通连通，出水分管的一端与出水口连通，出水分管的另一端与第一回水管接头连通，进水水流控制阀安装在进水分管上，两个框体端盖分别固定安装在第一铝合金矩形框体的左端和第二铝合金矩形框体的右端。
[0008]本发明与现有技术相比具有以下效果:
[0009]—、本发明的四倍频转换模块采用温控技术实现二倍频到四倍频的转换，并通过聚焦透镜实现高能量激光的聚焦。四倍频转换模块实现了晶体温度调控的大口径晶体倍频转换，它是将光学元件晶体放在一种带有恒温水控制的箱体内进行加热，通过恒温水加热晶体温控流道和四倍频晶体组件，使得四倍频晶体组件的外表面温度差小于0.2°C，实现较高的倍频转换效率。
[0010]一■、本发明具有操作方便，易于拆卸且控制精度尚等优点。
[0011]三、本发明对第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体以及晶体框温度的控制是这样实现的:
[0012]对第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体主要通过控制框体温控流道实现的，框体温控流道又采取了特殊的生产制造方式和结构形式，能够保证各个循环水道水量相同，保证框体壁温度均匀。第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体采用铝合金材质，具有很高的导热性能，经过设定的某一特定温度的恒温循环水流经框体温控流道，可以把第一铝合金矩形框体和第二铝合金矩形框体加热到所需温度，由于恒温循环水在框体内部的温控流道内流动，可以保证框体的内壁温度恒定在某一设定的温度，并加热框体内的空气，从而可以调控箱体内部达到某一设定的温度。
[0013]晶体框在能够夹持晶体的基础上，以采用循环的恒温水加热大口径晶体，并能够通过控制恒温水的温度来控制晶体温度，实现持续控制，本发明与现有的控制方式相比具有操作安全、结构简单、易于控制等优点，实现了大口径晶体精确温度控制并能保持晶体面温度梯度控制在0.2°C以内。
[0014]本发明的双温控体现在:一方面，对框体通入恒温循环水，对框体内壁及框体内部区域实现温度控制，框体内部的空气通过对流换热的方式对于大尺寸晶体进行温度的控制；另一方面，对夹持晶体的晶体框通入恒温循环水，晶体框与晶体夹紧，通过热传导的方式进一步对大尺寸晶体进行更精确的温度控制。
[0015]如上所述，进行大量的温度控制实验，通过双温控模式控制大尺寸晶体的温度，发现在通入恒温循环水2小时后，大尺寸晶体经过空气对流、热传导等传热方式，大尺寸晶体均可以达到温度平衡态，晶体的温度达到某一固定值。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的整体结构立体图；
[0017]图2是四倍频转换模块C的立体图；
[0018]图3是第一铝合金矩形框体9与第二铝合金矩形框体10法兰连接后的主视图；
[0019]图4是图3的M-M截面视图；
[0020]图5是图3的N-N截面视图；
[0021]图6是第一上板9_1_1的仰视图；
[0022]图7是大口径晶体四倍频机构1的结构立体图；
[0023]图8是四倍频晶体组件1-7的主视图；
[0024]图9是四倍频晶体组件1-7的内部水路示意图；
[0025]图10是框体端盖12的结构剖视图；
[0026]图11是二倍频转换模块E的立体图；
[0027]图12是二倍频转换模块E的主剖视图；
[0028]图13是大口径晶体二倍频机构21的结构立体图；
[0029]图14是图13的K向视图。
【具体实施方式】
[0030]【具体实施方式】一:结合图1?图14说明本实施方式，本实施方式包括聚焦透镜A、转接法兰B、四倍频转换模块C、第一光管道D、二倍频转换模块E、第二光管道F和支架G，
[0031]聚焦透镜A、转接法兰B、四倍频转换模块C、第一光管道D、二倍频转换模块E和第二光管道F由左至右依次布置，且聚焦透镜A与转接法兰B通过连接元件固定连接，转接法兰B与四倍频转换模块C通过连接元件固定连接，四倍频转换模块C与第一光管道D通过连接元件固定连接，第一光管道D与二倍频