可搬移光学参考腔及超稳腔装置制造方法及图纸

本公开提供一种可搬移光学参考腔及超稳腔装置。可搬移光学参考腔采用单晶硅材质制成腔体，腔体内形成通光孔，通光孔的轴向方向与单晶硅的111晶向相平行，并且腔体被构造成圆柱形结构，腔体的轴线与通光孔的轴线相重合。超稳腔装置包括光学参考腔以及支撑框架。支撑框架套设于参考腔的外侧、并被构造成向每个支撑点施加一个面向腔体的质心方向的压力，以限制参考腔的位置；同时支撑点使得光学参考腔长度变化对振动加速度不敏感，从而能够在振动环境中保持光学参考腔的腔长稳定度。境中保持光学参考腔的腔长稳定度。境中保持光学参考腔的腔长稳定度。

【技术实现步骤摘要】
可搬移光学参考腔及超稳腔装置


[0001]本公开涉及光学参考腔领域，更具体地，涉及一种可搬移光学参考腔及超稳腔装置。

技术介绍

[0002]制备超稳激光通常采用的方法是将激光频率稳定在超稳腔中光学参考腔的谐振频率上。因此光学参考腔是制备超稳激光的核心器件。
[0003]光学参考腔腔体多采用超低热膨胀率玻璃(ULE)或单晶硅制成，其中有报道的可搬移腔腔体均采用ULE材料。而超稳激光的稳定度极限取决于光学参考腔的热噪声水平，工作温度越低，其热噪声极限越低。相较于超低热膨胀率玻璃、能够在低温下工作的单晶硅腔具有更优的热噪声水平，但由于单晶的各向异性特征，其设计难度也较超低热膨胀率玻璃材质更大。并且为了降低振动环境对激光稳定度的影响，光学参考腔必须具有很低的振动敏感度，因此，对于超稳腔中的光学参考腔的形状和支撑方式也需要进行相应的设计，以提供一种频率稳定度较优，且可搬移的光学参考腔。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的上述以及其他方面的至少一种技术问题，本公开提供一种可搬移光学参考腔及超稳腔装置，腔体采用单晶硅材质制成，并依据单晶硅的晶向设置通光孔、通气孔和支撑点，以使光学参考腔具有较优的热噪声水平的前提下具有较好的振动敏感度。
[0005]本公开实施例的一个方面提供了一种可搬移光学参考腔，包括采用单晶硅材质制成的腔体，所述腔体内形成通光孔，所述通光孔的轴向方向与所述单晶硅的111晶向相平行，并且所述腔体被构造成圆柱形结构，所述腔体的轴线与所述通光孔的轴线相重合。
[0006]根据本公开的实施例，所述腔体的轴向两端分别被构造成适用于与支撑框架进行装配的连接部，所述连接部被构造成圆台形结构，所述圆台形结构的轴线的延伸方向与所述通光孔的轴线相重合。
[0007]根据本公开的实施例，所述连接部的圆台形结构的坡面沿周向均匀间隔设置有三个支撑点。
[0008]根据本公开的实施例，两个所述连接部所设置的支撑点沿所述腔体的径向方向相对称。
[0009]根据本公开的实施例，还包括通气孔，被构造成沿与所述通光孔相正交的方向延伸、并贯通所述腔体的径向两端，所述通气孔的轴线与单晶硅的01
‑
1晶向相平行并、穿过所述腔体的质心。
[0010]根据本公开的实施例，还包括两个腔镜，两个所述腔镜相互平行，且沿与所述通光孔的轴线相正交的方向、对称设置于所述通光孔的轴向两端。
[0011]根据本公开的实施例，两个所述腔镜通过光胶的方式安装于所述腔体上。
[0012]本公开实施例的另一个方面提供了一种超稳腔装置，包括：光学参考腔；以及支撑框架，套设于所述参考腔的外侧、并被构造成向每个支撑点施加一个面向腔体的质心方向的压力，以限制所述参考腔的位置。
[0013]根据本公开的实施例，所述支撑框架包括：两个第一环形件，每个所述第一环形件套设于腔体的连接部的外侧；以及两组支撑件，每组内的三个所述支撑件的第一端安装于所述第一环形件上，每个所述支撑件的与所述第一端向背的第二端由所述第一环形件伸出、并抵靠在连接部的一个支撑点上，以施加一个由所述支撑点向腔体的质心方向延伸的压力，以使所述参考腔相对于支撑框架的位置被限制，并使光学参考腔具备低振动敏感度。
[0014]根据本公开的实施例，每个所述第一环形件的内表面沿周向均匀间隔设置有三个槽形部，所述槽形部的槽壁设置有内螺纹；所述支撑件包括螺栓，所述螺栓的第一端与所述内螺纹配合，所述螺栓的第二端由所述槽形部伸出、并抵靠在所述支撑点上。
[0015]根据本公开提供的可搬移光学参考腔及超稳腔装置，采用单晶硅材质制成腔体相较于、超低热膨胀率玻璃材质具有更优的热噪声水平，更适于在低温状态下工作。腔体被构造成圆柱型结构，圆柱形结构的轴线及通过孔的轴线相重合且与单晶硅的111晶向相平行，在满足腔体的几何对称性的要求的同时、可达到与已知的超低热膨胀率玻璃材质制成的光学参考腔相近的振动敏感度，以满足光学参考腔的可搬移需求。
附图说明
[0016]图1是根据本公开的一种示意性实施例的光学参考腔的立体图；
[0017]图2是图1所示的示意性实施例的通光孔及通气孔部分的立体图；以及
[0018]图3是根据本公开的一种示意性实施例超稳腔装置的立体图。
[0019]上述附图中，附图标记含义具体如下：
[0020]1、光学参考腔；
[0021]11、腔体；
[0022]111、连接部；
[0023]112、通光孔；
[0024]113、通气孔；
[0025]114、支撑点；
[0026]12、腔镜；
[0027]2、支撑框架；
[0028]21、第一环形件；
[0029]211、槽形部；以及
[0030]22、第二环形件。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0032]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在
或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0033]在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0034]在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。
[0035]图1是根据本公开的一种示意性实施例的光学参考腔的立体图。图2是图1所示的示意性实施例的通光孔及通气孔部分的立体图。
[0036]本公开提供一种光学参考腔1，如图1和图2所示，包括采用单晶硅材质制成的腔体11，腔体11内形成通光孔112，通光孔112的轴向方向与单晶硅的111晶向相平行，并且腔体11被构造成圆柱形结构，腔体11的轴线与通光孔112的轴线相重合。
[0037]在一种示意性的实施例中，通光孔112被构造成沿腔体11的轴向方向(如图1所示的上、下方向)贯通，以使腔体11具有较优的几何对称性。
[0038]在一种示意性的实施例中，腔体11采用一块单晶硅制成。这样可降低由于不同单晶硅的晶向偏差造成的影响。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可搬移光学参考腔，其特征在于，包括采用单晶硅材质制成的腔体(11)，所述腔体(11)内形成通光孔(112)，所述通光孔(112)的轴向方向与所述单晶硅的111晶向相平行，并且所述腔体(11)被构造成圆柱形结构，所述腔体(11)的轴线与所述通光孔(112)的轴线相重合。2.根据权利要求1所述的参考腔，其特征在于，所述腔体(11)的轴向两端分别被构造成适用于与支撑框架(2)进行装配的连接部(111)，所述连接部(111)被构造成圆台形结构，所述圆台形结构的轴线的延伸方向与所述通光孔(112)的轴线相重合。3.根据权利要求2所述的参考腔，其特征在于，所述连接部(111)的圆台形结构的坡面沿周向均匀间隔设置有三个支撑点(114)。4.根据权利要求3所述的参考腔，其特征在于，两个所述连接部(111)所设置的支撑点(114)沿所述腔体(11)的径向方向相对称。5.根据权利要求1至4中任一所述的参考腔，其特征在于，还包括通气孔(113)，被构造成沿与所述通光孔(112)相正交的方向延伸、并贯通所述腔体(11)的径向两端，所述通气孔(113)的轴线与单晶硅的01
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1晶向相平行并、穿过所述腔体(11)的质心。6.根据权利要求1至4中任一所述的参考腔，其特征在于，还包括两个腔镜(12)，两个所述腔镜(12)相互平行，且沿与所述通光孔(112)的轴线相正交的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凭，翟晓敏，崔星洋，孔德泉，于海威，朱先清，戴汉宁，陈宇翱，潘建伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：