[发明专利]一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统和方法

说明书

本发明提出一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统，其特征在于包括第一加热器、第二加热器、第一强化加热板、第一转轴、第一隔热材料、晶体框、第三加热器、第二转轴、第二隔热材料、第二强化加热板、大口径非线性晶体、第四加热器、通过PID控制器。针对大口径非线性晶体导热系数低、易碎、易潮解的特点，以及加热过程中要求温度梯度低、快速加热的要求，加热结束后晶体温度保持稳定且整体温差ΔT小于0.1℃的要求。本发明提出的一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统和方法适合大口径非线性晶体导热系数低、易碎、易潮解的特点，满足了加热过程中要求温度梯度低、快速加热的要求。

技术领域

本发明涉及高精度温度控制领域，一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统和方法。

背景技术

随着激光器频率变换技术的快速发展，高稳定性、高转换效率、高光束质量的光源成为非线性激光技术发展的主要方向。其中高效、高精度的非线性晶体温度控制装置成为实现上述目标的核心器件之一。

对于非线性晶体材料，为了达到相位匹配的条件，对温度控制器的精度和稳定度要求较高。一般要求温度的精度在温差ΔT小于0.1℃内波动。目前针对非线性晶体材料的温度控制装置主要分为两大类一是通过紫铜夹具和高精度的水箱来实现；另外一种方案是采用紫铜夹具和高精度TEC温度控制仪器来实现。上述两种方案均能达到温差ΔT小于0.1℃的温度控制要求。但是这两种方案都是通过外界温度控制装置的高精度运行来实现的，器件成本和技术门槛较高。

发明内容

针对大口径非线性晶体导热系数低、易碎、易潮解的特点，以及加热过程中要求温度梯度低、快速加热的要求，加热结束后晶体温度保持稳定且整体温差ΔT小于0.1℃的要求，本发明提出了一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统和方法。

本发明的采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统和方法，采用局部强化加热方案来加热大口径非线性晶体。本发明适用于大口径非线性晶体的温度控制。

本发明的技术方案如下：

一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的系统，其特征在于包括第一加热器4、第二加热器5、第一强化加热板6、第一转轴7、第一隔热材料8、晶体框9、第三加热器10、第二转轴11、第二隔热材料12、第二强化加热板13、大口径非线性晶体14、第四加热器15、通过PID控制器19、第一密封开关20和第二密封开关21，大口径非线性晶体14与晶体框9通过机械夹持固连在一起，晶体框9中镶嵌第一加热器4和第三加热器10，在晶体框9的左右两侧分别黏贴第一隔热材料8和第二隔热材料12，第一强化加热板6和第二强化加热板13位于晶体框9的两侧，分别通过安装在晶体框9上侧的第一转轴7和第二转轴11与晶体框9固连，在晶体框9的下侧安装有第一密封开关20和第二密封开关21，第一密封开关20连接第一强化加热板6与晶体框(9)，第二密封开关21连接第二强化加热板13与晶体框(9)。第一强化加热板6和第二强化加热板13的外侧分别安装有第二加热器5和第四加热器15，并分别安装有温度传感器，并通过温度传感器和电源线18和PID控制器19控制第一强化加热板6和第二强化加热板13的温度。

所述系统通过机械装置安装在腔体3上，腔体3外侧安装加热器4，在腔体3的左右两侧分别装有左端盖2和右端盖16，在左端盖2和右端盖16上分别装有可通光的左窗口1和右窗口17。

所述系统中所有加热器均通过温度传感器和PID控制器实现温度控制。

一种采用局部强化加热实现大口径非线性晶体高精度温度控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

在对大口径晶体进行加热时，

步骤(1)左右强化加热板竖直放置，关闭密封开关，连接强化加热板与晶体框，在晶体与强化加热板之间形成密封空间；