一种BBO晶体的安装调节机构

本发明涉及光学仪器，具体是一种bbo晶体的安装调节机构。

背景技术：

1、当非线性晶体被偏振泵浦光穿过时，会产生一对光子，通常称其中一个为信号光，另一个为闲散光(这相当于倍频的逆过程)，这就是基于自发下转换制备单光子源的基本原理。自发参量下转换(spontaneous parametric down conversion,spdc)是一种二阶非线性效应。自发参量下转换使每一个入射光子以一定概率自发地分裂为能量较低的两个光子，这两个光子具有时间、空间、偏振和频率相关特性，因此也称为“相关光子对”或者“纠缠光子对”。由于这些独特的时空相关特性，相关光子目前已被广泛地应用于光学计量和量子信息等领域。

2、bbo晶体是一种新型非线性晶体，一般来说，非线性晶体的折射率与温度密切相关，其折射率是温度的函数。当晶体所处的温度场发生变化、泵浦光入射晶体后的热效应或者温度的不均匀性等因素，都会改变晶体折射率，破坏理想的相位匹配条件，改变相关光子的输出角度和降低转换效率。为确定bbo非线性晶体在加热过程中最佳的工作温度以获得最佳转换效率和输出角度，对晶体进行温度控制是必须的。

3、以往的晶体装夹一般是直接装夹，或者多点夹持，多数采用弹簧或弹性钢片弹性压持，或者使用一些f4(聚四氟乙烯)或者硅胶材料软垫以减少夹持应力，但一般不具有夹持后可以微调二维角度的能力，也不涉及很多块晶体的阵列排布。弹性钢片和软材料的夹持通常也不具有较好防震动的功能，不能有效地锁紧固定，一般只可用于实验室、化验室等固定不动的场所，不具备装载可移动仪器的特点，也不能和整机一起参加抗震动实验。通常也不具备精细的控温加热功能，不能够把晶体微应力装夹、晶体微小角度调整、加热保温、精细温控、抗震动等功能集于一身，作为一个完整的功能部件应用于光学定标仪器中。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种bbo晶体的安装调节机构。本发明通过在晶体炉的晶体槽内设置可调节水平角和/或俯仰角的晶体框，并利用晶体框固定安装bbo晶体，不仅实现了bbo晶体的微应力装夹，还能够对bbo晶体的微小角度进行调整，有利于微小型光学仪器的安装和调节。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开一种bbo晶体的安装调节机构，包括晶体炉，晶体炉上的晶体槽用于容纳晶体框；晶体框的内部固定安装有bbo晶体；晶体框与晶体槽之间存有可供晶体框活动的空间，且晶体槽的相对侧的空间内分别布置弹性件和调节组件，从而通过调节组件调节晶体框的水平角和/或俯仰角。

4、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括第一压紧螺钉和晶体盖板。晶体盖板设置在晶体炉的晶体槽的开口侧，晶体炉上还开设有第一压紧螺孔。第一压紧螺钉与第一压紧螺孔螺纹连接，从而实现晶体盖板与晶体炉的固定连接。弹性件采用弹性垫圈，且固定于晶体盖板靠近晶体框的一侧。晶体炉背离晶体盖板的一侧开设有调节螺孔，调节组件为螺纹配合于调节螺孔的调节螺钉。调节螺钉的一端伸入晶体槽的内部并与晶体框的反面抵接。

5、作为上述方案的进一步改进，每个晶体框对应的调节螺钉设有四个，四个调节螺钉分别处于晶体框在矩形投影面的四个拐角处。

6、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括硅胶垫和第二压紧螺钉。晶体框的一侧开设有封装腔，对应的bbo晶体放置在封装腔内，且硅胶垫安装在bbo晶体的顶部与封装腔的顶壁之间。晶体框的顶部开设有与封装腔连通的第二压紧螺孔。第二压紧螺钉与第二压紧螺孔螺纹连接，且第二压紧螺钉的底端与硅胶垫紧密接触。

7、作为上述方案的进一步改进，每个晶体框与弹性件、调节组件相邻的相对两侧还分别开设有第一注胶孔，第一注胶孔与封装腔连通。晶体炉的顶部和底部分别开设有与晶体槽对应的第二注胶孔，第二注胶孔与相应的晶体槽连通。

8、作为上述方案的进一步改进，晶体框以及晶体槽均设置有多个，且数量一一对应。多个晶体槽之间相互连通，且相邻的晶体槽之间设置有隔离结构，从而令每个晶体槽形成独立的角度调整空间。

9、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括光阑框和微孔光阑片。晶体炉上还开设有光阑槽。光阑槽设置在处于边缘的晶体槽的一侧，光阑槽与该晶体槽相互连通并且之间设置有隔离结构，且光阑槽的结构与晶体槽的结构相同。光阑框固定安装在光阑槽内，且光阑框的四周与光阑槽的内壁紧密配合。微孔光阑片固定安装在光阑框开设的轴孔内，且光阑框的两侧开设有深度与轴孔深度相同的点胶孔。

10、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括底座。晶体炉可拆卸式安装在底座上。底座设置有开口朝下的内腔，该内腔的顶壁安装有加热膜贴，加热膜贴的尺寸与多个晶体框排开的尺寸匹配，用于对晶体炉进行加热。

11、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括金属垫板、保温垫板和保温外壳。金属垫板固定安装在加热膜贴的底部。保温垫板固定安装在保温外壳的底部，并与保温外壳形成保温腔。晶体炉和底座一同安装在保温腔内。其中，保温垫板与金属垫板之间留有一定距离的空气间隙。晶体框的背面、光阑框的背面、晶体炉以及保温外壳均开设有位于同一轴线的透光孔，每组位于同一轴线的透光孔形成一个透光孔组合，且透光孔组合的数量等于晶体框的数量与光阑框的数量之和。

12、作为上述方案的进一步改进，bbo晶体的安装调节机构还包括温度传感器。温度传感器用于测量保温腔中的温度。其中，温度传感器和加热膜贴的导线从保温外壳的一处开口引出，且该开口设置有包裹导线的保温补丁。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明通过特殊设计的晶体框和晶体炉，并在附近设置与其抵接的调节组件和弹性件，同时解决了bbo晶体的微应力安装问题和微小角度调节问题，整体结构简单可靠，调节能够锁定并且不易跑位。

15、2、本发明通过采用“四点顶四点压”的方式，水平角调整可以调节竖直的两排螺钉，俯仰角调节可以调节水平的两排螺钉，复合角度调节同时调整三个或四个螺钉，晶体槽的边缘留有合理的间隙，相邻晶体槽设置隔离结构，可以让每个晶体互不干扰地调节一定范围内的微小角度。

16、3、本发明通过上下分离的晶体炉结构，大尺寸加热膜贴以及比较合理的加热保温设计解决了晶体的解决了晶体炉加热保温和恒温控温问题，控温精度可以达到55℃情况下±0.02℃，如果选用导热系数更低的f4材料外壳，控温精度还会提升。整体结构比较小巧紧凑，可以作为放在实验室中，作为参量下转换的一个关键实验组件，也可以作为一个部件安装于光学定标仪器整机中，有作为航天部件使用的潜质。已经在实验室中，在内调焦平行光管的监视下，可以实现晶体叉丝的有效调节，效果简单、方便、直接。在光学定标、计量仪器设计开发中，对微小型光学器件的安装和调节的有比较广泛的示范意义。

技术特征：

1.一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，包括晶体炉(1)，晶体炉(1)上的晶体槽(102)用于容纳晶体框(2)；晶体框(2)的内部固定安装有bbo晶体(3)；晶体框(2)与晶体槽(102)之间存有可供晶体框(2)活动的空间，且晶体槽(102)的相对侧的空间内分别布置弹性件(4)和调节组件(5)，从而通过调节组件(5)调节晶体框(2)的水平角和/或俯仰角。

2.根据权利要求1所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括第一压紧螺钉(6)和晶体盖板(7)；晶体盖板(7)设置在晶体炉(1)的晶体槽(102)的开口侧，晶体炉(1)上还开设有第一压紧螺孔(101)；第一压紧螺钉(6)与第一压紧螺孔(101)螺纹连接，从而实现晶体盖板(7)与晶体炉(1)的固定连接；所述弹性件(4)采用弹性垫圈，且固定于晶体盖板(7)靠近晶体框(2)的一侧；晶体炉(1)背离晶体盖板(7)的一侧开设有调节螺孔(103)，所述调节组件(5)为螺纹配合于调节螺孔(103)的调节螺钉(8)；调节螺钉(8)的一端伸入晶体槽(102)的内部并与晶体框(2)的反面抵接。

3.根据权利要求2所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，每个晶体框(2)对应的调节螺钉(8)设有四个，四个调节螺钉(8)分别处于晶体框(2)在矩形投影面的四个拐角处。

4.根据权利要求2所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括硅胶垫(9)和第二压紧螺钉(10)；晶体框(2)的一侧开设有封装腔(201)，对应的bbo晶体(3)放置在封装腔(201)内，且硅胶垫(9)安装在bbo晶体(3)的顶部与封装腔(201)的顶壁之间；晶体框(2)的顶部开设有与封装腔(201)连通的第二压紧螺孔(202)；第二压紧螺钉(10)与第二压紧螺孔(202)螺纹连接，且第二压紧螺钉(10)的底端与硅胶垫(9)紧密接触。

5.根据权利要求4所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，每个晶体框(2)与弹性件(4)、调节组件(5)相邻的相对两侧还分别开设有第一注胶孔(203)，第一注胶孔(203)与封装腔(201)连通；晶体炉(1)的顶部和底部分别开设有与晶体槽(102)对应的第二注胶孔(104)，第二注胶孔(104)与相应的晶体槽(102)连通。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，所述晶体框(2)以及晶体槽(102)均设置有多个，且数量一一对应；多个晶体槽(102)之间相互连通，且相邻的晶体槽(102)之间设置有隔离结构(11)，从而令每个晶体槽(102)形成独立的角度调整空间。

7.根据权利要求6所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括光阑框(12)和微孔光阑片(13)；所述晶体炉(1)上还开设有光阑槽；光阑槽设置在处于边缘的晶体槽(102)的一侧，光阑槽与该晶体槽(102)相互连通并且之间设置有隔离结构(11)，且光阑槽的结构与晶体槽(102)的结构相同；光阑框(12)固定安装在光阑槽内，且光阑框(12)的四周与光阑槽的内壁紧密配合；微孔光阑片(13)固定安装在光阑框(12)开设的轴孔(121)内，且光阑框(12)的两侧开设有深度与轴孔(121)深度相同的点胶孔(122)。

8.根据权利要求7所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括底座(14)；晶体炉(1)可拆卸式安装在底座(14)上；底座(14)设置有开口朝下的内腔，该内腔的顶壁安装有加热膜贴(15)，加热膜贴(15)的尺寸与多个晶体框(2)排开的尺寸匹配，用于对晶体炉(1)进行加热。

9.根据权利要求8所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括金属垫板(16)、保温垫板(17)和保温外壳(18)；金属垫板(16)固定安装在加热膜贴(15)的底部；保温垫板(17)固定安装在保温外壳(18)的底部，并与保温外壳(18)形成保温腔；晶体炉(1)和底座(14)一同安装在所述保温腔内；其中，保温垫板(17)与金属垫板(16)之间留有一定距离的空气间隙；晶体框(2)的背面、光阑框(12)的背面、晶体炉(1)以及保温外壳(18)均开设有位于同一轴线的透光孔(19)，每组位于同一轴线的透光孔(19)形成一个透光孔组合，且所述透光孔组合的数量等于晶体框(2)的数量与光阑框(12)的数量之和。

10.根据权利要求9所述的一种bbo晶体的安装调节机构，其特征在于，还包括温度传感器(20)；温度传感器(20)用于测量所述保温腔中的温度；其中，温度传感器(20)和加热膜贴(15)的导线从保温外壳(18)的一处开口引出，且该开口设置有包裹导线的保温补丁(21)。

技术总结本发明涉及光学仪器技术领域，公开了一种BBO晶体的安装调节机构，包括晶体炉，晶体炉上的晶体槽用于容纳晶体框；晶体框的内部固定安装有BBO晶体；晶体框与晶体槽之间存有可供晶体框活动的空间，且晶体槽的相对侧的空间内分别布置弹性件和调节组件，从而通过调节组件调节晶体框的水平角和/或俯仰角。本发明同时解决了BBO晶体的微应力安装问题和微小角度调节问题，整体结构简单可靠，调节能够锁定并且不易跑位。技术研发人员：孟凡刚,夏茂鹏,邹鹏,王慧丽,韩文昇,张娟娟受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/5/27