【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光，具体涉及一种压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具及调节方法，实现薄片激光晶体与铜热沉在焊接过程中两者的压力可控。
技术介绍
1、激光二极管泵浦的固体激光器因其寿命长、效率高、结构紧凑等优点在工业、科研、医疗等领域具有广泛的应用前景。但在高平均功率固体激光器中，热效应仍是其发展所面临的一个巨大挑战。为了消除热透镜效应的影响，1994年德国斯图加特大学adolfgiesen等人提出了薄片激光器方案，在该方案中，增益介质被加工成很薄的圆盘，厚度约为0.2mm，圆盘其中一面通过焊接方式与热沉连接，在纵向抽运光束作用下，此结构产生的热流方向垂直于圆盘表面，因此温度梯度方向与输出光方向一致，可以有效克服热效应，实现高平均功率输出。
2、薄片激光晶体与铜热沉焊接时会在晶体和铜热沉间铺一层焊料，然后将其放至真空加热炉中，在加热炉逐渐升温的过程中，焊料会随着温度的升高而逐渐软化，直到达熔点温度后，焊料完全熔化，此时加热炉开始逐渐降温至常温，并完成薄片激光晶体与铜热沉的焊接。焊接过程中，一方面需要保证薄片激光晶体和铜热沉之间的紧密连接，另一方面，根据焊接温度的不同施加给激光晶体和铜热沉的压力也需要相应调整，同时在焊接过程中压力的均匀性也是保证焊接质量的关键。目前常用的方法是加热前将一块特定重量的铜压板放置在薄片晶体上或者通过螺钉将铜压板将激光晶体与铜热沉压紧。两者操作简单，但无法实现对保证激光晶体所受压力的精确调控，同时在焊接过程中特别是在焊料处于熔融状态时无法保证激光晶体与铜热沉的精密连接和均匀受压。薄片激光晶体与铜
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足之处，本专利技术提出一种压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具及调节方法，实现薄片激光晶体与铜热沉在焊接过程中两者的压力可控，保证焊接质量。
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、一种压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特点在于，包括基座、晶体压板、至少三根弹簧、至少三根螺纹支柱、弹簧压板、至少三个锁紧螺母，以及支柱固定板；
4、所述基座上设有供薄片激光晶体和铜热沉安装的凹槽，以及供所述螺纹支柱插入的螺纹孔；
5、所述螺纹支柱的一端依次贯穿所述的支柱固定板、弹簧压板和晶体压板，并通过螺纹孔和顶丝与所述基座固定，另一端与所述的支柱固定板固定；
6、在所述晶体压板和弹簧压板之间的螺纹支柱上套设有所述弹簧，在所述弹簧压板和支柱固定板之间的螺纹支柱上套设有所述锁紧螺母，通过旋紧所述锁紧螺母，可控制所述弹簧的拉伸，从而调节所述晶体压板与所述基座的距离。
7、优选的，还包括刻度螺杆，在所述弹簧压板和支柱固定板的中心均设有中心孔，供所述刻度螺杆贯穿，用于观察所述弹簧压板上表面在刻度螺杆的距离。
8、所述螺纹支柱的外螺纹采用0.5mm的细牙螺纹，且选用不锈钢材料。
9、所述螺纹支柱中心处于同一圆周上，相互夹角为120°。
10、所述基座安装凹槽的底面平面度不低于6级精度，与焊接样品外形公差不大于0.1mm。
11、所述晶体压板台阶平面度不低于6级精度，与安装凹槽外形公差不大于0.1mm。
12、所述弹簧内径大于所述螺纹支柱外径，且选用耐高温材料。
13、所述基座、晶体压板、弹簧压板和支柱固定板表面镀金膜，金膜厚度为2～3μm。
14、一种所述压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具的调节方法，步骤如下：
15、步骤1：将三个锁紧螺母旋至最上方，然后将晶体压板抬高，将包含薄片激光晶体、焊料、铜热沉的焊接样品放置于基座的安装凹槽中；
16、步骤2：放下晶体压板，使晶体压板台阶表面缓慢压在薄片激光晶体上表面，将三个锁紧螺母缓慢旋至弹簧压板上表面；
17、步骤3：根据焊接所需压力大小，通过胡克定理计算弹簧压缩距离；
18、步骤4：旋转三个锁紧螺母使弹簧压板缓慢下压，同时通时观察弹簧压板上表面在刻度螺杆的位置，直至下压到所需距离。
19、步骤5：将水平仪依次放置在弹簧压板上表面靠近螺纹支柱的不同位置，观察弹簧压板水平状态，通过微调锁紧螺母，使弹簧压板上表面处于同一水平位置。
20、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
21、1)可以通过控制弹簧的压缩量来精确调节压力，同时在焊接过程中实时保证激光晶体与铜热沉之间紧密连接。
22、2)结构简单、易于装配、通用性高、适用不同尺寸的薄片激光晶体与热沉焊接，并能进行压力精密调节，可以大大提高薄片激光晶体焊接效率和成功率。
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1.一种压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，包括基座(1)、晶体压板(2)、至少三根弹簧(3)、至少三根螺纹支柱(4)、弹簧压板(5)、至少三个锁紧螺母(7)，以及支柱固定板(8)；
2.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，还包括刻度螺杆(6)，在所述弹簧压板(5)和支柱固定板(8)的中心均设有中心孔，供所述刻度螺杆(6)贯穿，用于观察所述弹簧压板(5)上表面在刻度螺杆(6)的距离。
3.根据权利要求1或2所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述螺纹支柱(4)的两端具有外螺纹，该外螺纹采用0.5mm的细牙螺纹。
4.根据权利要求3所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述螺纹支柱(4)为不锈钢材料。
5.根据权利要求3所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，三根所述螺纹支柱(4)中心处于同一圆周上，且相互夹角为120°。
6.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述基座(1)安装凹槽的底面平面度不低
7.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述晶体压板(2)台阶平面度不低于6级精度，与安装凹槽外形公差不大于0.1mm。
8.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述弹簧(3)内径大于所述螺纹支柱(4)外径，且选用耐高温材料。
9.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述基座(1)、晶体压板(2)、弹簧压板(5)和支柱固定板(8)表面镀金膜，金膜厚度为2～3μm。
10.根据权利要求1-9任一所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，包括基座(1)、晶体压板(2)、至少三根弹簧(3)、至少三根螺纹支柱(4)、弹簧压板(5)、至少三个锁紧螺母(7)，以及支柱固定板(8)；
2.根据权利要求1所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，还包括刻度螺杆(6)，在所述弹簧压板(5)和支柱固定板(8)的中心均设有中心孔，供所述刻度螺杆(6)贯穿，用于观察所述弹簧压板(5)上表面在刻度螺杆(6)的距离。
3.根据权利要求1或2所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述螺纹支柱(4)的两端具有外螺纹，该外螺纹采用0.5mm的细牙螺纹。
4.根据权利要求3所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，所述螺纹支柱(4)为不锈钢材料。
5.根据权利要求3所述的压力可调的薄片激光晶体真空焊接夹具，其特征在于，三根所述螺纹支柱(4)中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄文发，杜李峰，王江峰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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