一种激光晶体保温装置

技术领域

本申请涉及晶体保温领域，具体而言，涉及一种激光晶体保温装置。

背景技术

随着激光技术在工业、军事、医疗以及科研等领域的快速应用，人们对于激光的不同参数性质提出了越来越高的要求，为了产生更短波长或更高能量的光子，需要将原始激光通过非线性效应进行频率变换，而倍频或和频过程需要使用相应非线性晶体通过不同温度或角度来匹配变化。

现有的晶体保温装置或夹具在保温效果以及结构上都做了一些设计，追求达到较好的晶体保温状态的同时最大程度减小周围环境的影响，但一方面追求保温效果会使结构设计以及安装变得复杂，另一方面，温度是晶体非线性转化过程中的关键性变量，现有的晶体保温装置对非线性晶体的温度控制稳定性不好，难以准确的实时监控晶体温度变化。

发明内容

本申请的目的在于提供一种激光晶体保温装置，其能够准确实时控制晶体炉温度，从而提高对非线性晶体的温度控制稳定性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种激光晶体保温装置，其包括外壁开设有晶体容置槽的加热炉体、连接于加热炉体的加热元件、盖板、传感器夹具及与传感器夹具可拆卸连接的温度传感器，晶体容置槽的两端分别贯穿加热炉体的两端，盖板被配置成可拆卸地连接于加热炉体以将晶体限定于晶体容置槽内，加热炉体外壁开设有与传感器夹具尺寸匹配的检测槽，传感器夹具被配置成可插入检测槽以使温度传感器的感温面贴合检测槽内壁。

在一些可选的实施方案中，盖板连接有导向板，导向板通过至少一个弹性件连接有压条，盖板可拆卸地连接于加热炉体时使压条从上方将晶体抵压于晶体容置槽内壁。

在一些可选的实施方案中，还包括弧形的弹片，弹片从侧方将晶体弹性固定于晶体容置槽内壁。

在一些可选的实施方案中，加热炉体外壁开设有与晶体容置槽连通的弹片槽，弹片槽容纳弹片。

在一些可选的实施方案中，加热炉体外壁与弹片槽相对的一侧开设有与晶体容置槽底壁连通的安装槽。

在一些可选的实施方案中，加热炉体底壁开设有与加热元件形状适配的固定槽，加热元件为片状加热元件且连接于固定槽内。

在一些可选的实施方案中，还包括顶部与加热炉体可拆卸连接的旋转托盘，旋转托盘的中心开设有定位孔，旋转托盘上还设置有多个弧形安装螺孔；旋转托盘和加热炉体之间设有至少一个隔热垫圈。

在一些可选的实施方案中，还包括可拆卸地连接于旋转托盘上的保温罩，保温罩和旋转托盘配合包裹加热炉体。

在一些可选的实施方案中，保温罩的两端分别设有一个照射孔，两个照射孔与晶体容置槽内晶体位于一条直线上。

在一些可选的实施方案中，传感器夹具一端设有用于卡接温度传感器的传感器卡槽，传感器卡槽底壁设有引脚孔，温度传感器卡接于传感器卡槽时引脚穿过引脚孔伸出传感器夹具另一端；加热炉体的外壁设有位于检测槽侧部的限位槽，限位槽被配置成可插拔限位件以固定或松开传感器夹具。

本申请的有益效果是：本申请提供的激光晶体保温装置包括外壁开设有晶体容置槽的加热炉体、连接于加热炉体的加热元件、盖板、传感器夹具及与传感器夹具可拆卸连接的温度传感器，晶体容置槽的两端分别贯穿加热炉体的两端，盖板被配置成可拆卸地连接于加热炉体以将晶体限定于晶体容置槽内，加热炉体外壁开设有与传感器夹具尺寸匹配的检测槽，传感器夹具被配置成可插入检测槽以使温度传感器的感温面贴合检测槽内壁。本申请提供的激光晶体保温装置能够准确实时控制晶体炉温度，从而提高对非线性晶体的温度控制稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的激光晶体保温装置不包含保护罩时的第一视角的爆炸结构示意图；

图2为本申请实施例提供的激光晶体保温装置不包含保护罩、盖板、导向板、压簧和压条时的第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的激光晶体保温装置不包含保护罩的第三视角的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的激光晶体保温装置的旋转托盘的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的激光晶体保温装置的加热炉体的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的激光晶体保温装置的传感器夹具和温度传感器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的激光晶体保温装置的传感器夹具的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的激光晶体保温装置的保温罩、加热炉体和旋转托盘连接的结构示意图。

图中：100、加热炉体；101、第一螺栓孔；102、第四螺栓孔；110、晶体容置槽；120、加热元件；130、盖板；131、第二螺栓孔；140、传感器夹具；141、传感器卡槽；142、引脚孔；143、限位槽；150、温度传感器；160、检测槽；170、导向板；171、第三螺栓孔；180、压簧；190、压条；200、弹片；210、弹片槽；220、安装槽；230、固定槽；240、旋转托盘；241、通孔；242、引脚连接块；243、绝热螺栓孔；244、绝热螺栓；245、连接孔；246、弧形安装螺孔；250、定位孔；260、隔热垫圈；270、保温罩；280、照射孔；290、固定块；291、固定孔；300、晶体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的激光晶体保温装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本申请实施例提供一种激光晶体保温装置，其包括顶部开设有晶体容置槽110的加热炉体100、盖板130、传感器夹具140及与传感器夹具140可拆卸连接的温度传感器150，晶体容置槽110的两端分别贯穿加热炉体100的两端用以容纳晶体300进行保温作业，加热炉体100的底壁设有片状的加热元件120，加热元件120用于对加热炉体100进行加热升温以对晶体容置槽110内的晶体300进行加热和保温，加热炉体100顶部设有四个第一螺栓孔101，盖板130设有与第一螺栓孔101一一对应的四个第二螺栓孔131，加热炉体100和盖板130通过四个依次穿过第二螺栓孔131和第一螺栓孔101的螺栓可拆卸连接，盖板130连接于加热炉体100顶部时从顶部将晶体300限定于晶体容置槽110内；加热炉体100一侧外壁开设有圆柱形的检测槽160，传感器夹具140为圆柱形且一端设有用于卡接温度传感器150的传感器卡槽141，传感器卡槽141底壁设有引脚孔142，温度传感器150卡接于传感器卡槽141时引脚穿过引脚孔142伸出传感器夹具140另一端，传感器夹具140可插入检测槽160以使温度传感器150的感温面贴合检测槽160底壁；加热炉体100的外壁设有位于检测槽160侧部的限位槽143。在其他可选的实施例中，检测槽160和传感器夹具140的形状还可以为立方体、长方体、棱柱或其他形状。

本申请实施例提供的激光晶体保温装置通过在加热炉体100底壁连接片状的加热元件120，并将小尺寸的温度传感器150固定于传感器夹具140，随后将传感器夹具140可拆卸地插设于加热炉体100侧壁的检测槽160内，有效的减小了加热炉体100的尺寸以降低器件整体体积，大幅缩短加热炉体100的加热速度，并有效提高加热炉体100的温度调节响应速度，缩短激光器的开机热机时间，提升激光器的运行效率，同时通过温度传感器150的感温面贴合检测槽160底壁，能够实现准确快速地对加热炉体100温度的测量，从而实时调整加热炉体100温度完成对晶体温度的调整与保持。由于温度传感器150表面的光滑度以及平整度和机械表面相比较差，很难做到温度传感器150与晶体300表面的较好贴合，而且温度传感器150与加热炉体100材质不一样，导致温度传感器150直接接触晶体300时的温度稳态分布不均匀，因此通过温度传感器150的感温面贴合晶体容置槽110外侧的检测槽160内壁，能够实现准确快速地对加热炉体100温度的测量。

其中，如图5所示，加热炉体100的底壁开设有和加热元件120形状适配的固定槽230，加热元件120通过导热硅胶脂粘连并固化连接于固定槽230内，一方面能够提高加热元件120和加热炉体100连接的紧密型来提高热传导效率，另一方面也能够减小加热元件120占用空间以降低体积。在其他可选的实施例中，加热元件120还可以通过弹性螺栓可拆卸地连接于固定槽230内，或焊接固定于固定槽230内，或与固定槽230一体成型。

如图6和图7所示，当传感器夹具140插入检测槽160并使温度传感器150的感温面贴合检测槽160内壁时，作业人员可以将限位件如限位螺钉的螺钉通过螺纹插入连接于加热炉体100的外壁的限位槽143内，并使用限位螺钉的的螺帽抵压传感器夹具140以使传感器夹具140保持插入检测槽160状态，避免传感器夹具140从检测槽160中脱出，当需要拆卸取下传感器夹具140和温度传感器150时，只需要先取下限位件即可将传感器夹具140和温度传感器150从检测槽160脱出；在其他可选的实施例中，限位件和检测槽160还可以卡接连接。

如图1所示，本申请实施例提供的激光晶体保温装置中，盖板130连接有导向板170，导向板170通过三根压簧180连接有耐高温隔热材料制备的压条190，盖板130接于加热炉体100时使压条190从上部将晶体抵压于晶体容置槽110内壁，其中导向板170上设有四个分别与第一螺栓孔101和第二螺栓孔131一一对应的第三螺栓孔171，盖板130、导向板170和加热炉体100顶部通过四个依次穿过第二螺栓孔131、第三螺栓孔171和第一螺栓孔101的螺栓可拆卸连接在一起。

通过设置与盖板130连接的导向板170，当盖板130和导向板170连接于加热炉体100顶部时，使导向板170通过压簧180连接的压条190伸入至加热炉体100顶部的晶体容置槽110内并抵压晶体300，从而利用压簧180和压条190配合将晶体300与加热炉体100炉壁之间固定压紧，晶体300与压簧180之间通过压条190缓冲，避免压簧180与晶体直接接触承受高温产生应力而损坏晶体300，并防止晶体300的热量散失。

在其他可选的实施例中，压簧180还可以使用弹片或其他弹性件代替。在其他可选的实施例中，导向板170和压条190之间连接的弹性件的数量还可以为一个、两个、四个或四个以上。

如图2所示，本申请实施例提供的激光晶体保温装置中，加热炉体100顶壁开设有与晶体容置槽110连通的弹片槽210，弹片槽210内设有弧形的弹片200，弹片200用于从侧部将晶体弹性固定于晶体容置槽110内壁。加热炉体100顶壁开设有与晶体容置槽110底壁连通的安装槽220，弹片槽210和安装槽220分别与晶体容置槽110的两侧连通。

通过设置与晶体容置槽110底壁连通的安装槽220，能够方便作业人员使用夹具经安装槽220伸入晶体容置槽110夹取加工好的晶体300，通过设置与晶体容置槽110连通的弹片槽210，并在弹片槽210内设有用于将晶体弹性固定于晶体容置槽110内壁的弹片200，能够保证使晶体300侧壁与晶体容置槽110侧壁的接触更加充分紧密，提高温度传递效率，通过压条190和弹片200对晶体300顶部和侧部两个方向压紧，能够使晶体300贴紧晶体容置槽110侧壁，从而实现对晶体300的稳定固定并实现良好的热量传递。

如图3、图4和图8所示，本申请实施例提供的激光晶体保温装置还包括旋转托盘240和保温罩270，旋转托盘240的顶部与加热炉体100底部通过四个特种绝热耐高温的绝热螺栓244可拆卸连接，保温罩270为铝制且可拆卸地连接于旋转托盘240顶面，旋转托盘240的顶部和加热炉体100的底部分别设有四个用于连接绝热螺栓244的绝热螺栓孔243和第四螺栓孔102，保温罩270的两侧分别连接有固定块290，固定块290上设有固定孔291，两个固定孔291分别通过螺栓与旋转托盘240两侧开设的连接孔245连接，旋转托盘240的中心开设有定位孔250，旋转托盘240上还设置有四个个弧形安装螺孔246，保温罩270连接于旋转托盘240顶部时与旋转托盘240配合包裹加热炉体100，保温罩270两端分别开设有一个照射孔280，两个照射孔280与晶体容置槽110内晶体300位于一条直线上。

在其他可选的实施例中，保温罩270还可以使用不锈钢、特氟龙、PEEK等材料制作。在其他可选的实施例中，照射孔280处还可设置透明的镜片密封以提高保温性能。在其他可选的实施例中，两个照射孔280处还可以分别设置平面窗口镜和布儒斯特窗。

本申请实施例提供的激光晶体保温装置通过设置可绕中心轴旋转的旋转托盘240与加热炉体100连接，旋转托盘240的中心和四角分别开设有定位孔250和弧形安装螺孔246，作业人员只需在设计光路中的固定位置处预留与定位孔250对应的定位插销孔结合定位插销，就可以将激光晶体保温装置实现光路的中心定位以及绕轴旋转，从而方便在基频光束通过晶体300时对激光晶体保温装置进行小角度旋转，调整基频光束进入晶体300端面的入射角以匹配倍频转化效率，调整完成后使用螺栓通过弧形安装螺孔246将旋转托盘240锁死即可。

旋转托盘240顶部与加热炉体100之间设有四个进行隔热处理的隔热垫圈260，每个隔热垫圈260均套设于一个绝热螺栓244上，加热炉体100和旋转托盘240之间连接的绝热螺栓244也使用特种耐高温绝热螺栓，隔热垫圈260和绝热螺栓244配合能将加热炉体100和旋转托盘240之间的热传导减小至较低水平，减小热量散失。

旋转托盘240上设计有四个通孔241作为加热元件120的引线脚引出通道，通孔241对称设置，旋转托盘240顶部还设有由细铜棒以及绝缘耐热材料组成的引脚连接块242，引脚连接块242用于与温度传感器150的引脚连接。

通过设置罩设于加热炉体100上并与旋转托盘240连接的保温罩270，能够使加热炉体100位于密闭空间内，降低空气的流动性并增强保温性能，保温罩270两端分别开设有与晶体300截面大小相同的照射孔280，能够使基频光束穿过照射孔280照射晶体300后经另一照射孔280射出。在其他可选的实施例中，保温罩270还可以采用透光材料制成，此时保温罩270上可以不开设照射孔280，基频光束直接透射至保温罩270内照射晶体300后透射出保温罩270外。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。