一种双晶电光开关组装系统、组装方法及双晶电光开关技术方案

本发明专利技术公开了一种双晶电光开关组装系统、组装方法及双晶电光开关，通过激光正交锥光干涉法进行开关组装，与现有的光点回原技术进行开关组装的方案相比，该方法中光束通过整个晶体面积产生干涉条纹，其十字中心的最亮和最暗是晶体中包含缺陷等所有光干涉因素的综合反映，且由于其较直观，微调比较方便，因而具有直观、简单和高效的优点。同时，由于调试的直观性，从干涉十字叉丝的形状和对比度可以初步判断开关的最终性能，从而在组装前将不合格的配对晶体器件得以替换，这样在晶体动态配对的情况下，该方法组装成功率高，所制作的开关电光性能好，且消光比高。且消光比高。且消光比高。

【技术实现步骤摘要】
一种双晶电光开关组装系统、组装方法及双晶电光开关


[0001]本专利技术涉及电光开关
，更具体的说是涉及一种双晶电光开关组装系统、组装方法及双晶电光开关。

技术介绍

[0002]目前，新型正交晶系电光晶体因其更加优良的性能正得到广泛的应用，如磷酸氧钛铷(RbTiOPO4,RTP)和经过Z向电导率改良的磷酸氧钛钾(KTiOPO4,KTP)等双轴晶。RTP是KTP的同族晶体，激光损伤阈值高，消光比高(＞20dB)，插入损耗小(＜1％)，并且不溶解于水，不潮解。使用上述晶体制作电光开关时不像水溶性磷酸二氘钾(KD*P)需要密封，由于激光损伤阈值高，中小功率下不像铌酸锂(LN)容易损坏。此外，RTP晶体有两个特别适合于高重复率工作的特性，第一是电光系数很大，通过调整加工尺寸达到千伏级，对驱动源的研制提供便利；第二是在高重复率工作时，晶体的压电效应很小，不会产生压电振铃效应(寄生振荡)。因此，RTP等双轴晶体成为制作电光开关的首选。
[0003]现有的电光开关一般采用单个晶体装配而成，双晶电光开关虽然性能更优，但是由于该种电光开关装配难度大，因而并未得到广泛应用。主要原因在于双晶器件晶轴与光轴的重合度、表面光洁度、通光面平行度和侧垂等加工精度、单畴化程度、双晶折射率以及温度周期匹配程度、晶体内部缺陷及吸收、组装时双晶光轴的俯仰和偏振面的角度、晶体自身的应力及晶体与外接金属电极之间的胶接应力或压应力都很敏感而且会严重影响开关的性能，尤其是开关的消光比和最大能量封闭的能力，往往造成开光装配的失败。
[0004]为此，有学者探索采用光点回原技术对双晶温度补偿RTP开关进行装调，将成对RTP晶体以热补偿方式放置在V型金属支架上,用高强度导电胶将一块晶体的Z面镀制的电极与电极铜片(或铝片)粘接在一起，另一块晶体的Z面镀制的电极与电极铜片(或铝片)粘接在一起，两个晶体的电极铜片引线并联引出作为电光开关的正极，将晶体放在作为负极的金属支架上，置于偏振方向互相垂直的两个偏振片之间，调整晶体位置粘结固定，使两晶体面反射光点重合且激光通过整个光路的出光最小，此时开关处于消光状态。
[0005]由于晶体器件使用高精度切割定向加工，并做了与基准面的垂直、平行加工，V型支架加工质量也比较高。在理想的晶体和支架加工情况下，只要使晶体按要求的消光和加电模式配置，保证Z向相互垂直，将两晶体器件端面的反射光与入射激光相重合，就可以获得高质量的开关。但是，由于晶体的质量和匹配程度总是或多或少存在缺陷和差异，采用该方法制作的许多开关漏光严重，无法使用。分析其原因，主要是晶体器件不完美，另外支架加工精度即使再高，在光学上来说也是低精度的，因而不能保证热补偿等光程条件的实现。
[0006]因此，如何提供一种简单便捷、高效可靠的双晶电光开关装配方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种双晶电光开关组装系统、组装方法及双晶电光开关，
通过激光正交锥光干涉法进行开关组装，解决了现有的双晶温度补偿RTP、KTP开关装调方法得到的开关漏光严重、难以正常应用的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种双晶电光开关组装系统，该系统沿光路传播方向依次包括：激光器、λ/2波片、起偏器、毛玻璃、检偏器以及纸屏；
[0010]所述激光器用于发出测试光，所述λ/2波片用于改变所述测试光的偏振方向，所述起偏器用于从所述测试光中获得线偏振光，所述毛玻璃用于对所述偏振光进行发散处理，形成锥光光束，所述锥光光束经待配置的正交晶系双轴晶体进入所述检偏器，所述起偏器和所述检偏器的偏振方向垂直且与待配置的正交晶系双轴晶体通光面主轴成45
°
角，所述纸屏用于呈现锥光干涉图案。
[0011]该系统主要为双晶电光开关中两个晶体的定位、组装提供高效、便捷的操作条件，在上述系统中调整组成开关的双晶位置，通过观察其干涉图案精细调整双晶位置，从而组装成高消光比的双晶电光开关。具体地，激光依次通过起偏器成为线偏振光，垂直通光面入射串接的双晶器件，偏振方向与器件通光面主轴成45
°
夹角，通过与起偏器垂直的检偏器，最后出射到纸屏上。
[0012]在实际应用过程中，系统中的起偏器和检偏器可以安装在可旋转、带有刻度的支架上，调整时在双晶前面加入毛玻璃后纸屏上呈现开关锥光干涉图形。双晶(即两个待配置的正交晶系双轴晶体)分别固定在两个精密调整架上，调整架具有上下、左右、前后平移功能、沿晶体器件通光方向的竖直俯仰和水平旋转功能以及绕通光轴旋转功能。
[0013]进一步地，所述测试光选用能量范围在2-20mW的连续光，且测试光位于可见光波段。
[0014]更进一步地，所述测试光可以选用波长为632.8nm的氦氖红色激光或者波长为532nm的绿色激光等可见激光。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种基于上述的双晶电光开关组装系统实现的双晶电光开关组装方法，该方法包括如下步骤：
[0016]步骤1：将同规格的正交晶系双轴晶体单块按相同位置且同一晶向配置放置在所述毛玻璃和所述检偏器之间；
[0017]步骤2：观察各个所述正交晶系双轴晶体加入后对应的锥光干涉图案，挑选出锥光干涉图案相同或最相似的两个正交晶系双轴晶体，作为第一待组装晶体和第二待组装晶体；
[0018]步骤3：将所述毛玻璃取出，并将所述第一待组装晶体放入所述起偏器和所述检偏器之间，根据反光点和所述纸屏上呈现的透光点的位置，调整所述第一待组装晶体的俯仰角度和放置位置，直至所述第一待组装晶体的通光方向与通光面垂直并位于通光口径中心；
[0019]步骤4：在所述起偏器和所述第一待组装晶体之间加入毛玻璃，根据所述纸屏上呈现的干涉图案调整主轴与激光偏振面的夹角，直至主轴与激光偏振面的夹角为45
°
；
[0020]步骤5：平移所述第一待组装晶体，扫描整个通光口径，直至所述纸屏上呈现的干涉图案形状和位置不随所述第一待组装晶体平移而变化，所述第一待组装晶体满足组装晶体配对要求，记录最佳位置，并将所述第一待组装晶体平移出光路，否则，返回步骤2重新挑
选待组装晶体对；
[0021]步骤6：将所述毛玻璃取出，并将所述第二待组装晶体放入所述起偏器和所述检偏器之间，根据反光点和所述纸屏上呈现的透光点的位置，调整所述第二待组装晶体的俯仰角度和放置位置，直至所述第二待组装晶体的通光方向与通光面垂直并位于通光口径中心；
[0022]步骤7：在所述起偏器和所述第二待组装晶体之间加入毛玻璃，根据所述纸屏上呈现的干涉图案调整主轴与激光偏振面的夹角，直至主轴与激光偏振面的夹角为45
°
；
[0023]步骤8：平移所述第二待组装晶体，扫描整个通光口径，直至所述纸屏上呈现的干涉图案形状和位置不随所述第二待组装晶体平移而变化，所述第二待组装晶体满足组装晶体配对要求，否则，返回步骤2重新挑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双晶电光开关组装系统，其特征在于，沿光路传播方向依次包括：激光器、λ/2波片、起偏器、毛玻璃、检偏器以及纸屏；所述激光器用于发出测试光，所述λ/2波片用于改变所述测试光的偏振方向，所述起偏器用于从所述测试光中获得线偏振光，所述毛玻璃用于对所述线偏振光进行发散处理，形成锥光光束，所述锥光光束经待配置的正交晶系双轴晶体进入所述检偏器，所述起偏器和所述检偏器的偏振方向垂直且与待配置的正交晶系双轴晶体通光面主轴成45
°
角，所述纸屏用于呈现锥光干涉图案。2.根据权利要求1所述的一种双晶电光开关组装系统，其特征在于，所述测试光为能量范围在2-20mW的连续可见光。3.根据权利要求2所述的一种双晶电光开关组装系统，其特征在于，所述测试光为波长为632.8nm的氦氖红色激光或波长为532nm的绿色激光。4.一种基于如权利要求1-3任一项所述的双晶电光开关组装系统实现的双晶电光开关组装方法，其特征在于，包括：步骤1：将同规格的正交晶系双轴晶体单块按相同位置且同一晶向配置放置在所述毛玻璃和所述检偏器之间；步骤2：观察各个所述正交晶系双轴晶体加入后对应的锥光干涉图案，挑选出锥光干涉图案相同或最相似的两个正交晶系双轴晶体，作为第一待组装晶体和第二待组装晶体；步骤3：将所述毛玻璃取出，并将所述第一待组装晶体放入所述起偏器和所述检偏器之间，根据反光点和所述纸屏上呈现的透光点的位置，调整所述第一待组装晶体的俯仰角度和放置位置，直至所述第一待组装晶体的通光方向与通光面垂直并位于通光口径中心；步骤4：在所述起偏器和所述第一待组装晶体之间加入毛玻璃，根据所述纸屏上呈现的干涉图案调整主轴与激光偏振面的夹角，直至主轴与激光偏振面的夹角为45
°
；步骤5：平移所述第一待组装晶体，扫描整个通光口径，直至所述纸屏上呈现的干涉图案形状和位置不随所述第一待组装晶体平移而变化，所述第一待组装晶体满足组装晶体配对要求，记录最佳位置，并将所述第一待组装晶体平移出光路，否则，返回步骤2重新挑选待组装晶体对；步骤6：将所述毛玻璃取出，并将所述第二待组装晶体放入所述起偏器和所述检偏器之间，根据反光点和所述纸屏上呈现的透光点的位置，调整所述第二待组装晶体的俯仰角度和放置位置，直至所述第二待组装晶体的通光方向与通光面垂直并位于通光口径中心；步骤7：在所述起偏器和所述第二待组装晶体之间加入毛玻璃，根据所述纸屏上呈现的干涉图案调整主轴与激光偏振面的夹角，直至主轴与激光偏振面的夹角为45
°
；步骤8：平移所述第二待组装晶体，扫描整个通光口径，直至所述纸屏上呈现的干涉图案形状和...

【专利技术属性】
技术研发人员：师瑞泽，肖亚波，王晓东，张杰，
申请(专利权)人：烁光特晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：