一种用于激光谐振腔中的温控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非线性光学激光变频领域，具体涉及一种放置于变频激光谐振腔中用于固定并控制激光变频晶体温度的温控装置。
【背景技术】
[0002]在非线性光学中，非线性晶体是激光变频的核心器件，激光水平通过晶体进而对激光进行波长转化，控制光通过晶体的不同位置及相应的温度来实现不同波长激光的变频输出，一般温度变化I摄氏度，发射激光波长会改变0.15nm。故在激光变频技术当中需要一种控温装置来固定加持非线性晶体，并对晶体进行温控处理。激光变频晶体在激光变频谐振腔中位置形变及温度变化会对激光的变频输出产生很大影响，且激光变频谐振腔又多种多样，一种高机械稳定性、温控性能良好且可适用于不同结构谐振腔的晶体加持温控装置必不可少。
[0003]目前市场上的温控装置炉体体积大，并不适用于多种激光谐振腔，晶体固定方式单一，不适用于多种型号厚度晶体，机械稳定性能差，易受温度形变影响。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于激光谐振腔中的温控装置，炉体体积小、机械稳定性好，温控精密、能力强且适用于多种激光谐振腔。
[0005]技术方案:一种用于激光谐振腔中的温控装置，包括放置在变频激光谐振腔中的炉体和底座;所述炉体的侧壁设有通孔和凹槽，所述炉体的顶部设有载晶台，所述载晶台的侧壁设有凸形挡板，所述载晶台上设有楔形滑块和晶体容纳腔，所述楔形滑块的楔形边设置在靠近所述晶体容纳腔的一侧；所述楔形滑块和所述晶体容纳腔的顶部均设有弹性压片，所述弹性压片的侧边与所述凸形挡板的凸台配合设置，温控装置整体结构为三明治结构，中心为炉体，四周为隔热材料，炉体的裸露部位为通光部分。
[0006]进一步的，所述炉体的四周及顶部设有隔热板，所述隔热板固定连接在所述底座上。
[0007]进一步的，所述炉体的一个侧壁设有台阶，所述台阶的下部设有通孔和通孔旁侧设有凹槽;所述通孔用来放置加热棒，加热棒通过通孔深入炉体内，加热棒上绕制两组并联的电热丝;所述凹槽用于放置热敏电阻，用于检测炉体材料的温度，炉体及放置热敏电阻的材料为黄铜或红铜。
[0008]进一步的，所述炉体载晶台全部面积都用来与晶体接触，所述炉体、所述炉体的晶体容纳腔面积与晶体面积相同，楔形滑块与弹性压片弹性紧贴并包裹住晶体;楔形滑块和弹性压片材料皆为黄铜等易导热材质。
[0009]进一步的，所述隔热板两部分含上盖内部皆呈凹形且凹形内壁设为波浪结构。
[0010]进一步的，所述隔热板均为热导率低材质；所述炉体中的加热电阻丝为并联的两组电阻丝;采用一组小功率电阻丝用于保温时使用。
[0011]进一步的，所述炉体通过隔离管固定设置在所述底座上。
[0012]进一步的，所述隔离管为中空的圆管，通过螺丝固定设置在所述底座上。
[0013]进一步的，温控装置隔热板拐角处设置了通光孔，开设了光路通道。
[0014]有益效果:本发明提供了一种用于激光谐振腔中的温控装置，通过在载晶台侧面设置楔形滑块、顶部设置弹性压片来推压紧非线性晶体，保证了晶体的机械稳定性；同时载晶台，楔形滑块，弹性压片均为热导率高材质，使晶体四周均有热源加热，减少了晶体与外界的热交换。采用小尺寸的加热电阻丝，避免了加热功率大，致使加热过饱和带来的温度上下波动，减小了炉体体积；隔热层做了通光处理，避免了装置在折叠谐振腔有挡光现象，适用于多种激光谐振腔。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的整体结构示意图；
[0016]图2为本发明的炉体连接结构示意图；
[0017]图3为本发明的炉体结构示意图；
[0018]图4为本发明的隔热板的内部结构示意图；
[0019]图5为本发明的隔热板盖子内部结构示意图；
[0020]图6为本发明温控装置的内部光路通道示意图；
[0021 ]其中，图a为直腔通道示意图，图b为环形谐振腔通道示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0023]如图1所示，一种用于激光谐振腔中的温控装置，包括放置在变频激光谐振腔中的炉体1、底座2以及隔热板4。
[0024]如图2所示，炉体I通过隔离管3固定设置在底座2上，隔离管3对炉体I起到支撑作用，隔离管3为中空的圆管，通过螺丝固定设置在底座2上。
[0025]如图3所示，炉体I的顶部设有载晶台8，载晶台8的侧壁设有凸形挡板9，载晶台8上设有楔形滑块10和晶体容纳腔11，楔形滑块10的楔形边设置在靠近晶体容纳腔11的一侧，晶体容纳腔11用于放置非线性晶体，整体包裹住晶体，使晶体四周均有热源，避免了晶体与外界的热量交换。
[0026]楔形滑块10和晶体容纳腔11的顶部均设有弹性压片12，弹性压片12(置于隔热板盖子内部)的侧边与凸形挡板9的凸台配合设置。楔形滑块10和弹性压片12用于固定加持非线性晶体，来推压紧非线性晶体，保证了晶体的机械稳定性。为了防止装置在环形腔中发生挡光现象，设置载晶台一侧挡体为小巧型的凸形挡板9，避免了挡光现象。
[0027]炉体I的一个侧壁设有台阶5，台阶5的下部设有通孔6和通孔旁侧设有凹槽7;通孔6用来放置加热棒，加热棒通过通孔深入炉体内，加热棒上绕制两组并联的电热丝；凹槽7用于放置热敏电阻，用于检测炉体材料的温度，炉体及放置热敏电阻的材料为黄铜或红铜等易导热、不易形变的材料。
[0028]炉体I的四周及顶部设有隔热板4，隔热板4固定连接在底座2上，隔热板上部开设通光孔，避免了装置在折叠谐振腔有挡光现象。底座2为硬性材料制作，如硬铝;底座2上设有螺纹孔，底座2通过螺钉与隔热板4、炉体I相互连接。
[0029]炉体I与隔热板4之间留有空隙。隔热板4为隔热材料制作，如聚四氟乙烯等，用于隔绝外部温场对炉体温度的影响，减少热量交换。
[0030]如图4所示，隔热板4内部呈凹形且凹形内壁设为波浪结构，凹型结构可使热量积累，减少了外界温场的影响。隔热板4的边角位置设有螺纹孔402。设置在炉体I底部的隔热板中心设有圆孔401，隔离管3穿过圆孔401连接底座2。
[0031]在不同的激光谐振腔中，温控装置内部光路通道如图5所示:其中，图a为简单的直腔，光路不折叠，普通的温控装置即可满足其使用要求；图b为环形谐振腔，温控装置设计小巧，且由于光路弯折，温控装置在隔热板4拐角处设置了通光孔，开设了光路通道，避免了装置在环形或折叠的谐振腔有挡光现象。
[0032]本发明提供了一种用于激光谐振腔中的温控装置，通过在载晶台侧面设置楔形滑块、顶部设置弹性压片来推压紧非线性晶体，保证了晶体的机械稳定性；同时载晶台，楔形滑块，弹性压片均为热导率高材质，使晶体四周均有热源加热，减少了晶体与外界的热交换;采用小尺寸的加热电阻丝，避免了加热功率大，致使加热过饱和带来的温度上下波动；减小了炉体体积；隔热层做了通孔、即通光处理，避免了装置在折叠谐振腔有挡光现象。炉体体积小、结构简单、机械稳定性好，适用于多种激光谐振腔。
[0033]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:包括放置在变频激光谐振腔中的炉体(I)和底座(2);所述炉体(I)的侧壁设有通孔(6)和凹槽(7)，所述炉体(I)的顶部设有载晶台(8)，所述载晶台(8)的侧壁设有凸形挡板(9)，所述载晶台(8)上设有楔形滑块(10)和晶体容纳腔(11)，所述楔形滑块(10)的楔形边设置在靠近所述晶体容纳腔(11)的一侧；所述楔形滑块(10)和所述晶体容纳腔(11)的顶部均设有弹性压片(12)，所述弹性压片(12)的侧边与所述凸形挡板(9)的凸台配合设置，温控装置整体结构为三明治结构，中心为炉体，四周为隔热材料，炉体的裸露部位为通光部分。2.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体(I)的四周及顶部设有隔热板(4)，所述隔热板(4)固定连接在所述底座(2)上。3.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体(I)的一个侧壁设有台阶(5)，所述台阶(5)的下部设有通孔(6)和通孔旁侧设有凹槽(7);所述通孔(6)用来放置加热棒，加热棒通过通孔(6)深入炉体内，加热棒上绕制两组并联的电热丝;所述凹槽(7)用于放置热敏电阻，用于检测炉体材料的温度，炉体(I)及放置热敏电阻的材料为黄铜或红铜。4.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体的载晶台全部面积都用来与晶体接触。5.根据权利要求4所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体的载晶台面积与晶体面积相同，楔形滑块与弹性压片弹性紧贴并包裹住晶体;楔形滑块(10)和弹性压片(12)材料皆为黄铜等易导热材质。6.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述隔热板(4)两部分含上盖(12)内部皆呈凹形且凹形内壁设为波浪结构。7.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体中的加热电阻丝为并联的两组电阻丝;采用一组小功率电阻丝用于保温时使用。8.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述炉体(I)通过隔离管(3)固定设置在所述底座(2)上。9.根据权利要求8所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:所述隔离管(3)为中空的圆管，通过螺丝固定设置在所述底座(2)上。10.根据权利要求1所述的一种用于激光谐振腔中的温控装置，其特征在于:温控装置隔热板(4)拐角处设置了通光孔，开设了光路通道。
【专利摘要】本发明提供了一种用于激光谐振腔中的温控装置，包括放置在变频激光谐振腔中的炉体和底座；所述炉体的顶部设有载晶台，通过在载晶台侧面设置楔形滑块、顶部设置弹性压片来推压紧非线性晶体，保证了晶体的机械稳定性；整体结构为三明治结构，中心为炉体，四周为隔热材料炉体的裸露部位仅为通光部分，减少了炉体热量与外界交换，保证了晶体的热平衡。采用小功率加热电阻丝，减慢了加热速度避免了温度过饱和产生的温度上下震荡，减小了炉体体积，炉体正面面积与晶体面吻合，使热量大部分传于晶体。经测试晶体温度可精确于0.05℃。隔热层做了通光处理，避免了装置在折叠谐振腔有挡光现象，适用于多种激光谐振腔。
【IPC分类】H01S3/137, H01S3/131
【公开号】CN105610045
【申请号】CN201610179169
【发明人】吕新杰, 刘奕辰, 陈伟, 李宇昕, 赵刚, 祝世宁
【申请人】南京大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月25日