一种带有辅助电极的普克尔盒制造技术

本实用新型专利技术提供了一种带有辅助电极的普克尔盒，包括电光晶体、壳体、主电极和辅助电极，壳体的两端设有窗口片，电光晶体安装在壳体内，在电光晶体的两端分别设有一个环状主电极，在主电极与电光晶体端面之间设有环状辅助电极，并且辅助电极与主电极隔开，电光晶体每端的辅助电极与主电极之间以及两个辅助电极之间均设有分压电阻。本实用新型专利技术可有效改善电光开关径向消光比的均匀性，用在Ｑ开关脉冲激光器中可减少电光开关的漏光，压缩输出激光脉冲宽度，提高动静比，增加激光输出功率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种DKDP电光晶体普克尔盒，属于电光开关

技术介绍
DKDP电光晶体(以下称晶体)在作普克尔盒使用时，一般使用一对环状电极， 将这对电极称为主电极，如图1所示，在晶体1的两端各设有一个环状的主电极2。图1 所示坐标系Z轴为通光方向，在两个主电极2之间加上电压V，当一束偏振方向与X轴 或Y轴方向平行的线偏振光射入晶体1后，这束线偏振光可分解成两束相互垂直的线偏振 光，由晶体的特性可知，这两束光通过晶体1时产生的相位延迟为M>:气 rijJ式中η。为ο光折射率；Y63为晶体纵向电光系数；V为晶体两端所加电压；λ 为线偏振光的波长。当Δ φ = JI/2或π时所加电压V分别称为1/4波电压νλ/4和半 波电压νλ/2。假设主电极2为薄层金属，径向厚度为零，主电极2的宽度为a， 压V后面电荷密度分别是σ和-σ，则晶体1内任意一点的电势为两主电极加电υ (χ,γ,ζ) = -γ— Απε(O.π (-—+a12 — -f A/(x-/ COs(ii))2及 sin(於))2 +(Z-Z1):τ ζχ φf2nλιfjτ ζχ φλ Ta -Jix - R cos( φ))2 + {y-R sin( φ))2 +(ζ- Z1)2式中ε为晶体的介电常数，R为晶体1的半径，L为晶体1的长度，Φ为主 电极上任意一点在X-Y平面上的投影与原点的连线与X轴的夹角，Z1则为该点的Z轴坐 标，由于晶体两端面对应点电压的轴对称性，其电压值可写为AU(x) =U(x,0-^)-U(x,0,^)定义晶体端面电压均勻性P(X)为、 AU(X)-AU(O)議P(X)= AU(O) XlQQ通过计算得出，晶体1两端面对应点的电压并不相同，晶体中心点最低。当有 一定光斑大小的线偏振光通过图1所示的晶体1时，电压的不均勻性必定会使光斑径向方 向产生的相位延时不一致。将晶体1放到一对偏振方向相互垂直的偏振片中进行消光比 测试，沿晶体R方向平移晶体，每间隔Imm测一次消光比，可以看出消光比随R变化较 大，因为消光比增加还是减少依赖于电压的大小及晶体的移动方向，如果加上晶体中心 点的半波电压，晶体移动方向是从中心到边缘消光比是减少的。综上所述，在环状电极的电光晶体中由于端面电压的不均勻性，在晶体不同R 的半径上会有不同的消光比，这样，当把电光晶体作为开关用到调Q脉冲激光器中后，由于激光光束有一定的半径，在激光器关门时会产生漏光，减少了激光上能级粒子数的 积累，影响了调Q激光束输出质量。虽然，增大电极宽度可以增加电压的均勻度，但受 晶体长度的影响电极不可能加得太宽，另外电极太宽会增加普克尔盒的电容量，当用于 调Q激光器时会增加激光输出脉冲宽度。
技术实现思路
针对现有DKDP电光晶体普克尔盒存在的晶体端面电压不均勻性造成对电光晶 体消光比的影响的问题，本技术提供一种晶体端面电压均勻性能好的带有辅助电极 的普克尔盒。本技术的带有辅助电极的普克尔盒采用以下技术方案该带有辅助电极的普克尔盒包括电光晶体、壳体、主电极和辅助电极，壳体的 两端设有窗口片，电光晶体安装在壳体内，在电光晶体的两端分别设有一个环状主电 极，在主电极与电光晶体端面之间设有环状辅助电极，并且辅助电极与主电极隔开，电 光晶体每端的辅助电极与主电极之间以及两个辅助电极之间均设有分压电阻。主电极和辅助电极均呈锥形。本技术使晶体的每一端均带有一个主电极和一个辅助电极，当主电极之间 加上电压时，通过分压电阻实现在主电极与辅助电极之间加上一个辅助电压，利用环状 电极的电压特性，通过辅助电极弥补双电极晶体端面电压的不均性，使得晶体电光开光 性能明显好于双电极晶体，可有效改善电光开关径向消光比的均勻性，用在Q开关脉冲 激光器中可减少电光开关的漏光、压缩输出激光脉冲宽度、提高动静比、增加激光输出 功率。附图说明图1是现有DKDP晶体环状主电极加装方式的示意图。图2是本技术带有辅助电极的普克尔盒的结构示意图。图3是本技术带有辅助电极的普克尔盒的原理示意图。图中1、电光晶体，2、主电极，3、辅助电极，4、侧盖，5、密封圈，6、电 极固定垫，7、隔离垫，8、窗口片，9、密封圈，10、壳体，11、外套，12、锥孔螺钉， 13、分压电阻。具体实施方式图2给出了本技术带有辅助电极的普克尔盒的结构，包括电光晶体1、壳体 10、主电极2和辅助电极3，电光晶体1居中安装在壳体10内，电光晶体1中部与壳体 10之间设有密封圈5，电光晶体1上通过两个电极固定垫6套装有两个主电极2，两个电 极固定垫6分别位于两个密封圈5的外侧。主电极2呈锥形，通过拧在壳体10上的锥孔 螺钉12将主电极2固定在电光晶体1与壳体10之间。在电光晶体1上还安装有两个辅 助电极3，辅助电极3位于电光晶体1的端面与主电极2之间，并通过隔离垫7与主电极 2隔开。辅助电极3也呈锥形，也是通过拧在壳体10上的锥孔螺钉将其固定在电光晶体 1与壳体10之间。壳体10的两端设有窗口片8，窗口片8与壳体10之间设有密封圈9。窗口片8通过侧盖4固定。主电极2与辅助电极3通过壳体10上的引出孔引出。 如图3所示，辅助电极3与主电极2之间以及两个辅助电极3之间均设有分压电 阻13，分压电阻13放在壳体10外圆中部的凹槽内(图2中未画出分压电阻13)。壳体 10上套有外套11，电极线由外套11与壳体10之间引出。辅助电极3与主电极2的宽度 一样。当主电极2之间加上电压V时，通过分压电阻实现在主电极2与辅助电极3之间 加上一个辅助电压。利用环状电极的电压特性，辅助电极3产生的电压会弥补双电极晶 体端面电压的不均性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有辅助电极的普克尔盒，包括电光晶体、壳体、主电极和辅助电极，壳体的两端设有窗口片，电光晶体安装在壳体内，其特征是：在电光晶体的两端分别设有一个环状主电极，在主电极与电光晶体端面之间设有环状辅助电极，并且辅助电极与主电极隔开，电光晶体每端的辅助电极与主电极之间以及两个辅助电极之间均设有分压电阻。

【技术特征摘要】
1.一种带有辅助电极的普克尔盒，包括电光晶体、壳体、主电极和辅助电极，壳体 的两端设有窗口片，电光晶体安装在壳体内，其特征是在电光晶体的两端分别设有 一个环状主电极，在主电极与电光晶体端面之间设有环...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇飞，褚宏伟，于正刚，刘学勇，
申请(专利权)人：山东大学，山东明顺光电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]