[发明专利]一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构及制作方法

说明书

本发明涉及一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构及制作方法，利用碳纳米管优异的轴向导热性能，改善电光调制器散热，同时利用石墨烯优异的透光率和电导率，使用多层石墨烯薄膜通过导电胶传导电荷抑制电光调制器晶体的热释电效应，极大地改善了电光调制器热效应引起的温度漂移，极大地减少了设备装置使用维护成本和频率，提高器件长期工作稳定性。

技术领域

本发明涉及电场传感器技术领域，尤其涉及一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构及制作方法。

背景技术

自二十世纪六七十年代集成光学诞生以来，光学传感与测量技术快速发展，基于晶体电光效应制成的光波导电场传感器以其优异的抗电磁干扰能力、绝缘性、非侵入性等诸多优点为电场测量领域开辟了新的道路。

目前对电光调制器的研制，较常见的方法是以铌酸锂晶体作为基底，通过质子交换技术或钛扩散技术在铌酸锂晶体表面形成条形光波导，入射光经外加电场的调制产生相位延迟，通过干涉将相位变化转换为光强度变化进而实现对电场的监测。

在实际应用中，外界温度的变化及电光调制器晶体器件本身的热电效应都会造成电光调制器的温度漂移，简称温漂，这会造成调制器的输出光功率、相位特性等产生不确定的改变，使得调制器的工作性能大打折扣，制约了电光调制器的实际应用。如何减小铌酸锂晶体内部的热效应引起的温漂，使电光调制器能够稳定高效率的工作，成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构及制作方法，利用碳纳米管优异的轴向导热性能改善电光调制器散热，同时利用石墨烯优异的透光率和电导率，使用多层石墨烯薄膜通过导电胶传导电荷抑制电光调制器晶体的热释电效应，极大地改善了电光调制器热效应引起的温度漂移，提高了电光调制器工作稳定性。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构，包括Y切Z传光的铌酸锂晶体、热沉，其特征在于，所述热沉朝向铌酸锂晶体方向表面生长有若干碳纳米管形成整体为矩形体的碳纳米管阵列，围绕所述碳纳米管阵列形成的矩形体四周侧面涂覆有环绕连贯的导热导电密封银胶；所述铌酸锂晶体底面与碳纳米管阵列上表面直接接触，并通过碳纳米管阵列四周涂覆的导热导电密封银胶粘合固定；所述铌酸锂晶体的两个Z端面分别固定设置有透明多层的石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜与铌酸锂晶体之间通过透明导电胶粘合固定；所述两个Z端面的石墨烯薄膜与碳纳米管阵列四周涂覆的导热导电密封银胶通过透明导电胶电气连接，两个Z端面的石墨烯薄膜之间通过环绕连贯的导热导电密封银胶形成电气连接。

进一步地，所述石墨烯薄膜为厚度5纳米至10纳米的多层石墨烯薄膜。

进一步地，所述碳纳米管阵列的管径为6纳米至15纳米，堆积密度10¹¹至10¹²cm^-2，质量密度0.02至0.04克每立方厘米。

进一步地，所述碳纳米管阵列中的碳纳米管高度为0.3毫米。

进一步地，所述热沉为厚度20微米至25微米的硅基薄片材料。

一种用于电光调制器温度漂移抑制的晶体散热结构制作方法，包括以下步骤：

S1、在硅基热沉上生长碳纳米管阵列；

S2、将生长有碳纳米管阵列的硅基热沉切割为适合尺寸；

S3、并在碳纳米管阵列四周均匀涂覆导热导电密封银胶；

S4、将碳纳米管阵列对准铌酸锂晶体底面压紧，使碳纳米管阵列与铌酸锂晶体底面紧密接触，并冷却固化导热导电密封银胶使生长有碳纳米管阵列的硅基热沉与铌酸锂晶体固定粘合连接；