[实用新型]板条晶体应力监测装置

说明书

本申请公开一种板条晶体应力监测装置，包括依次设置的激光器、准直镜、孔径光阑、板条晶体、聚焦透镜和光束分析仪；所述准直镜将激光器产生的激光光束扩束增大后射入孔径光阑的光孔，穿过孔径光阑的激光光束的光斑至少能够覆盖其对准的板条晶体的横截面，经板条晶体出射的激光光束通过聚焦透镜进行聚焦，光束分析仪的相机靶面位于聚焦透镜出射的焦平面位置上。本装置通过调整压在板条晶体上方的夹持工装的负荷重量来控制板条晶体的应力，并采用光束分析仪对通过板条晶体的光斑进行成像，再通过光斑的变化检测板条晶体焊接过程中产生的应力大小，直到光斑前后变化一致，最终实现无应力焊接。

技术领域

本实用新型属于激光二极管泵浦全固态激光技术领域，具体来说，涉及一种板条晶体应力监测装置。

背景技术

在脉冲固体激光器领域，对于大能量激光器的研制，通常采用不同形状的板条晶体作为增益介质，而为了解决晶体热管理问题，晶体通常通过铟焊来进行安装固定和有效散热。

而板条晶体的焊接，由于板条通常是梯形、长方形、平行四边形等非圆棒立方体结构，通常是将晶体外部四个表面的某一个表面进行铟焊。焊接过程中，对晶体焊接的工艺要求极高，如果焊接工艺不可控，或者未借助某种可量化的测量装置，焊接后板条晶体很可能出现两个方向上不同程度的俯仰或偏移，更不利的是焊接后晶体内部产生的应力将会使得晶体消光比下降，从而导致大能量激光在晶体内部全反射过程中形成严重的温度梯度，最终对激光光束质量产生很大影响，典型的表现就是在某个方向上光斑很大，束散角大，光斑在远场是一个细长的椭圆形光斑。

发明内容

针对现有技术存在的板条晶体焊接工艺不可控造成激光光束质量不佳的问题，本实用新型提供了一种板条晶体应力监测装置，采用该装置能够通过晶体上方不同负荷重量的夹持工装来控制晶体的应力，借助光斑的质量变化实现板条晶体的无应力焊接。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种板条晶体应力监测装置，包括依次设置的激光器、准直镜、孔径光阑、板条晶体、聚焦透镜和光束分析仪；

所述准直镜将激光器产生的激光光束扩束增大后射入孔径光阑的光孔，穿过孔径光阑的激光光束的光斑至少能够覆盖其对准的板条晶体的横截面，经板条晶体出射的激光光束通过聚焦透镜进行聚焦，光束分析仪的相机靶面位于聚焦透镜出射的焦平面位置上；

其中，所述板条晶体水平放置在晶体热沉上，晶体热沉下方设有加热焊台，板条晶体上方设有负荷重量可调的夹持工装，板条晶体和晶体热沉之间放置有与板条晶体底部尺寸一致的焊料。

采用上述技术方案的板条晶体应力监测装置，激光器用于产生激光光束，其经过准直镜后扩束增大激光光束的光斑直径，激光光束经过孔径光阑的光孔后将光斑的大小控制为略大于其对准的板条晶体的横截面面积，激光光束在板条晶体内经过全反射后通过聚焦透镜聚焦在焦平面位置，而光束分析仪的相机靶面刚好位于焦平面位置来接收激光光束的光斑，通过光束分析仪上可以保存记录聚焦光斑的形状、光强分布和X、Y两个方向上的发散角大小。

优选地，所述依次设置的激光器、准直镜、孔径光阑、板条晶体、聚焦透镜和光束分析仪同轴等高。

优选地，所述激光器为气体激光器。

优选地，所述激光器为He-Ne激光器。

优选地，所述板条晶体侧面和底面设计有平行度不大于15角秒的靠位面，使得板条晶体与晶体热沉贴合。

优选地，所述加热焊台放置在校准过水平的光学平台上。

优选地，所述焊料为铟箔。

本实用新型相比现有技术，具有如下有益效果：