一种具有高损伤阈值的声光Q开关制造技术

本发明专利技术涉及光电子技术领域，涉及一种具有高损伤阈值的声光Q开关，包括底座，所述底座内设置有水冷块，在底座的下部安装有与所述水冷块连通的水嘴，所述水冷块的侧壁上安装有声光介质，所述声光介质上表面设置有焊接层，所述焊接层上安装有换能器，所述换能器的上表面设置有表电极；所述表电极通过匹配网络、温度继电器连接到射频插座；所述声光介质为高纯度融石英或石英晶体，在声光介质的通光面上镀制了短波谱段的减反膜；本发明专利技术用高纯度融石英或石英晶体代替氧化碲晶体，能够大幅度提高短波声光Q开关的损伤阈值；采用高纯金或高纯银作为键合层材料能提高声光Q开关承受驱动电功率的能力，提高声光Q开关的衍射效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高损伤阈值的声光Q开关
本专利技术涉及光电子
，尤其涉及一种抗激光损伤阈值较高的声光Q开关。
技术介绍
声光Q开关是在激光腔内起调Q作用的关键部件，已经广泛应用于激光打标机、激光切割机等领域，它能迅速地把连续激光调Q成所需频率的高功率脉冲激光，具有衍射效率高、关断能力强、插入损耗小、重复频率高、控制方便、性能稳定可靠等特点。随着光电子技术的发展，近年来短波激光器发展迅速，为了满足短波激光器的调Q要求，人们开发了以氧化碲为声光介质的声光Q开关。这种声光Q开关在使用过程中容易发生通光面被激光损坏的现象。导致激光损坏通光面的主要原因是：氧化碲晶体的损伤阈值较低，无法承受较大的激光功率。
技术实现思路
针对上述技术问题，申请人发现可以选用氧化碲晶体制作短波声光Q开关，因为其光吸收低，能满足声光Q开关高透过率的要求；另外，融石英和石英晶体损伤阈值较高，但在短波的光学透过率较低，不能满足声光Q开关高透过率的要求。导致融石英和石英晶体光学透过率较低的原因是材料中铝、钙、铁、钠等金属杂质及羟基(-OH)含量较高，通过提纯工艺制作高纯度的材料，降低材料中金属杂质及羟基(-OH)含量，能明显提高融石英和石英晶体的光学透过率，满足声光Q开关高透过率的要求。因此，本专利技术提供了一种具有高损伤阈值的声光Q开关。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有高损伤阈值的声光Q开关，包括底座，所述底座内设置有水冷块，在底座的下部安装有与所述水冷块连通的水嘴，所述水冷块的侧壁上安装有声光介质，所述声光介质上表面设置有焊接层，所述焊接层上安装有换能器，所述换能器的上表面设置有表电极；所述表电极通过匹配网络、温度继电器连接到射频插座；所述声光介质为高纯度融石英或石英晶体，并在声光介质的通光面上镀制了减反膜。进一步的，所述高纯度融石英或石英晶体中杂质含量小于10ppm，其中，高纯度融石英或石英晶体中本身的物质指的是二氧化硅，其杂质指的是除二氧化硅以外的元素，主要指的是铝、钙、铁、钠等金属元素的杂质。进一步的，所述高纯度融石英或石英晶体里铝、钙、铁、钠等金属元素的杂质含量小于10ppm。优选的，所述高纯度融石英或石英晶体里铝、钙、铁、钠等金属元素的杂质含量小于2ppm。更优选的，所述高纯度融石英或石英晶体里铝、钙、铁、钠等金属元素的杂质含量小于1ppm。进一步的，所述高纯度融石英和石英晶体内含羟基(-OH)含量小于5ppm。优选的，所述高纯度融石英和石英晶体内含羟基(-OH)含量小于1ppm。进一步的，所述减反膜为氧化铪和氟化钇。进一步的，所述氧化铪的厚度为80nm～120nm，所述氟化钇的厚度为300nm～500nm。优选的，所述氧化铪的厚度为100nm，所述氟化钇的厚度为400nm。进一步的，所述声光介质与底座之间依次安装有第一导电银浆、铟箔和第二导电银浆。优选的，所述声光介质的侧壁与底座壁之间依次安装有第一导电银浆、铟箔和第二导电银浆，底座通过两层导电银浆与焊接层电导通，能避免在声光介质上焊接地线。进一步的，所述焊接层包括第一电极层、键合层和第二电极层；所述键合层位于两个电极层之间。优选的，所述第一电极层、所述第二电极层均采用高纯铬，其厚度均为45nm～55nm。优选的，所述键合层为纯度大于99.9％的高纯金或高纯银材料制作的薄膜，其厚度为1μm～3μm。进一步的，所述声光介质的一个端面安装有吸收超声波的吸声块。优选的，所述吸声块是陶瓷或金属材料。可选的，所述换能器采用激发纵波的铌酸锂材料。本专利技术的有益效果：本专利技术用高纯度融石英或石英晶体代替氧化碲晶体，提高了材料的透过率，由于高纯度融石英或石英晶体的抗激光损伤阈值比氧化碲晶体高1个数量级，能大幅提高短波声光Q开关的损伤阈值。由于金和银的熔点高，所以本专利技术采用高纯金或高纯银作为键合层材料，因而能提高声光Q开关承受驱动电功率的能力，增加驱动电功率则能提高声光Q开关的衍射效率，弥补了采用高纯度融石英或石英晶体作为声光介质的声光优值比传统技术采用氧化碲作为声光介质低的缺点。本专利技术中的底座通过导电银浆与焊接层电导通，能够避免在声光介质上焊接地线，还能减小声光介质的厚度，增加换能器热量向外壳传递的速度，防止换能器温度过高烧坏换能器或焊接层。附图说明图1为本专利技术的声光Q开关结构示意图；图2为本专利技术声光Q开关中的局部放大图；图中，1、底座，2、声光介质，3、匹配网络，4、温度继电器，5、射频插座，6、第一导电银浆，7、铟箔，8、第二导电银浆，9、表电极，10、换能器，11、第二电极层，12、键合层，13、第一电极层，14、水冷块，15、吸声块，16、水嘴。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，给出了一种正对通光面的声光Q开关结构图；具体为一种具有高损伤阈值的声光Q开关，包括底座1，该底座1内设置有水冷块14，在底座1的下部安装有与所述水冷块14连通的水嘴16，所述底座1与水冷块14之间安装有声光介质2；通过匹配网络3与声光介质2相连接，所述声光介质2采用高纯度融石英或石英晶体；在匹配网络3与高频插座5之间设置有温度继电器4，温度继电器4固定连接到底座1上。在一个实施例中，声光介质2具有多个端面，在声光介质2的其中一个端面上安装有吸收超声波的吸声块15。在一个优选实施例中，吸声块15是陶瓷或金属材料。在一个可实现方式中，声光介质2还可以具有两个通声面，两个通声面互相垂直，在两个通声面之间还可以设置有散热面，散热面与底座1的内侧面贴合；散热面可以分别与两个通声面呈现一定角度，当然，声光介质2的形状不是本专利技术的重点，本专利技术不对此进行限定。在一个优选实施例中，该温度继电器4属于常闭型，一般而言，可以通过粘接的方式固定在底座上，即可以使用胶粘贴在底座1上，另外也可以采用其他的固定方式，例如采用焊接的方式固定在底座上，当然也可以在底座1的外壳上设置相应的凹槽，用于嵌入温度继电器4。由于在匹配网络3与高频插座5之间设置有温度继电器4，该温度继电器4属常闭型，所以射频信号必需经过温度继电器4才能分别传输到换能器的表电极上，没有冷却水时底座1温度升高，温度继电器4断开，射频信号不能传输到换能器10上，能够有效避免换能器10烧坏。本实施例在使用水冷方式进行冷却时，冷却水经过水嘴16进入底座1的水路里，进入冷却块14，对冷却块14进行冷却，这样就能将吸声面15上的热量及时传递出去，避免由于声光介质2的温度过高所导致的换能器10被烧坏。在一个实施例中，如图2所示，图2为声光Q开关中焊接层部分以及导电部分的局部放大图；所述声光介质2上表面设置有焊接层，所述焊接层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高损伤阈值的声光Q开关，包括底座，所述底座内设置有水冷块，在底座的下部安装有与所述水冷块连通的水嘴，所述水冷块的侧壁上安装有声光介质，所述声光介质上表面设置有焊接层，所述焊接层上安装有换能器，所述换能器的上表面设置有表电极；所述表电极通过匹配网络、温度继电器连接到射频插座；其特征在于，所述声光介质为高纯度融石英或石英晶体，并在声光介质的通光面上镀制了减反膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高损伤阈值的声光Q开关，包括底座，所述底座内设置有水冷块，在底座的下部安装有与所述水冷块连通的水嘴，所述水冷块的侧壁上安装有声光介质，所述声光介质上表面设置有焊接层，所述焊接层上安装有换能器，所述换能器的上表面设置有表电极；所述表电极通过匹配网络、温度继电器连接到射频插座；其特征在于，所述声光介质为高纯度融石英或石英晶体，并在声光介质的通光面上镀制了减反膜。


2.根据权利要求1所述的一种具有高损伤阈值的声光Q开关，其特征在于，所述高纯度融石英或石英晶体中金属元素杂质含量小于10ppm。


3.根据权利要求2所述的一种具有高损伤阈值的声光Q开关，其特征在于，所述高纯度融石英或石英晶体中金属元素杂质含量小于1ppm。


4.根据权利要求1所述的一种具有高损伤阈值的声光Q开关，其特征在于，所述高纯度融石英或石英晶体中内含羟基-OH含量小于5ppm。


5.根据权利要求4所述的一种具有高损...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽红，毛世平，蒋世义，谢强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：新型
国别省市：重庆;50