CN202631891U - 一种高电光效率的电光开关 - Google Patents
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Abstract
一种高电光效率的电光开关,包括绝缘壳体，电光晶体，电光晶体为Z切横向应用方式并在一对通光面上镀有光学增透膜，晶体一对侧面镀有金属导电层，所述金属导电层外镀有铟锡合金；所述内部金属电极与金属导电层键合在一起；所述内部金属电极高度都高于晶体侧面两端高度一部分；所述内部金属电极高于晶体侧面部分处可填充导热且绝缘的弹性有机材料；所述内部金属电极上部有外接金属电极孔。本电光开关结构设计可使外接电极与晶体保证长时间紧密电接触,大大减小了安装应力对晶体造成损坏或断裂的可能和附加的相位延迟,以及具有良好的外加电场均匀性,使电光开关的关断能力得到了很大的增强,从而也提高了所工作激光器的输出性能。
Description
技术领域
本发明涉及光电子领域，特别涉及一种高电光效率的电光开关。
技术背景
电光调Q技术是利用在电光晶体上施加电压而改变晶体的折射率，使达到改变光的偏振态，与起偏器一起使用可实现光开关的作用。利用电光调Q技术的脉冲激光，峰值功率高，脉宽窄。所以，电光开关是脉冲激光器中的一个非常重要的器件。
电光开关在使用中有个常见的现象就是电光效率低，所谓电光效率低就是在开关关门时不能完全的关断光，使储存在激光介质中的能量会在开关打开之前被消耗掉，因此造成了脉冲光输出功率的降低。
造成电光效率低有几个原因：入射光束没有严格的垂直晶体通光面入射; 入射光束有一定的发散角，因此相当于有一部分光束不是垂直晶体通光面入射; 电光晶体本身的生长应力造成其内部质量不均匀; 晶体上的安装应力引起晶体折射率主轴和折射率大小的变化，从而引入附加的相位延迟; 外加电场的不均匀引起晶体折射率改变不均匀。以上原因, 前两个是可以通过细致调节激光光路时改善; 第三个是晶体本身的质量原因; 而后最后两个是可以通过开关内部结构设计改善的, 也是我们设计开关时最应该关注的。
电光开关设计的难点在于使电极与晶体表面接触紧密而又不会使晶体产生较大的应力。所以, 晶体与外接电极的连接方式是设计考虑的重点因素之一。
通常的电极连接方式有粘结、焊接或直接压固。
所谓粘结方式就是直接用可导电的有机粘合剂把电极与晶体粘连起来，这种电光开关的结构简单, 但是粘结剂在闪光灯或激光照射下极易老化，而且粘结剂的挥发会对器件造成污染，从而降低了光学元件的激光抗损伤阈值。
焊接是指直接把电极和晶体Y面焊接在一起。由于焊接时的温度较高, 焊接过程中会损坏晶体, 而且也不易使晶体和电极接触均匀。还可能出现因环境温度剧烈变化或振动造成的“断路”现象。
电光晶体上外加电场均匀性问题也是电光开关设计要考虑的因素之一, 好的电场均匀性也可以改善开关对光的关断能力。
发明内容
传统电光开关中电极与晶体的粘接结构通常为胶粘,焊接,压固,采用胶粘结构就是直接用可导电的有机粘合剂把电极与晶体粘连起来，粘结剂在闪光灯或激光照射下极易老化，而且粘结剂的挥发会对器件造成污染，从而降低了光学元件的激光抗损伤阈值,采用焊接结构由于焊接时的温度较高, 焊接过程中会损坏晶体, 而且也不易使晶体和电极接触均匀,采用压固结构极易造成接触不良导致电场不均匀。本发明采用键合结构的连接结构解决了上述问题,本发明的目的是这样实现的：一种高电光效率的电光开关，包括绝缘壳体，电光晶体，在晶体一对侧面镀有金属导电层，金属导电层之上镀有铟锡合金, 内部金属电极高度都高于晶体侧面两端高度一部分，探出部分的高度大于或等于晶体侧面上整个金属导电层高度的1/10到2倍之间的距离，其特征在于通过加温加压的方式通过铟锡合金将金属电极与金属导电层键合在一起；铟锡合金厚度为50~100nm，所述电光晶体为Z切横向应用方式并在一对通光面上镀有光学增透膜，所述的电光晶体可为单块晶体或多块晶体通过胶合, 光胶, 键合或直接固定等方法串接，内部金属电极高于晶体侧面部分处可填充导热且绝缘的弹性有机材料, 确保了电极间的绝缘；所述内部金属电极上部开有外接金属电极孔, 以便内, 外接电极间的电连接, 外接电极可垂直旋入或***内部电极上方的孔固定；所述绝缘外壳两端面各安装一片光学窗口片，所述光学窗口片由圆形中空端盖压固。
本发明专利有以下优点：在电极的连接方式上，采用内、外金属电极分段式连接, 晶体侧面使用键合方式将金属导电层与金属电极键合, 外加金属电极从垂直于内部金属电极的外接电极孔拧入且压紧内部金属电极并固定。这样既保证了电光晶体与整个导电层间的紧密电接触，又因为电极压固方向垂直于晶体且不在晶体上, 没有给晶体产生安装应力从而不会产生附加相位延迟；在外加电场均匀性上, 因为内部金属电极宽于晶体整个侧面, 所以加电场后晶体相对处于电场的中间, 不会受到电极边缘电场有时有可能不稳定的影响而导致对晶体内通过线偏光偏转不充分而漏出的问题；同时因金属电极与金属导电层直接键合在一起，减少了外电极到晶体之间的电阻，提高了电光效率。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种高电光效率的电光开关结构剖面图。其中101为绝缘壳体 102为 电光晶体 103为金属导电层 104为铟锡合金 105为内部金属电极 106为导热并且绝缘的弹性材料 107为外接金属电极孔
具体实施方式
例1 本发明电光开关用于单晶体或双晶体光胶或胶合或键合的封装实施方式1参见附图1。图中电光开关包括一圆筒形绝缘壳体101; 壳体中心有个长方形的开槽, 槽中间放置电光晶体102,, 它们可以是单晶体或双晶体光胶或胶合或键合; 在晶体的一对侧面镀有金属导电层103; 所述金属导电层外镀有铟锡合金104; 所述内部金属电极105通过加温加压的方式与金属导电层键合, 金属电极长度与金属导电层一致, 高度都高于晶体侧面两端高度一部分，探出部分的高度等于晶体侧面上整个金属导电层高度的1/4；所述的电光晶体, 内部金属电极都固定在绝缘壳体中间的开槽中; 所述内部金属电极高于晶体侧面部分处可填充导热且绝缘的弹性有机材料106不仅保证了电极间的充分绝缘, 而且更好的导出晶体工作时的热量,外接金属电极通过外接金属电极孔107***或旋入开关外壳101, 最终拧紧在内部金属电极105上并与其达到紧密的电接触。开关的两端可根据实际需要加装光学窗口片及端盖, 不过端盖和光学窗口片的构造及连接为现有技术，此处不再赘述。
Claims (3)
1.一种高电光效率的电光开关，包括绝缘壳体，电光晶体，在晶体一对侧面镀有金属导电层，金属导电层之上镀有铟锡合金, 内部金属电极高度都高于晶体侧面两端高度一部分，探出部分的高度大于或等于晶体侧面上整个金属导电层高度的1/10到2倍之间的距离，其特征在于：通过加温加压的方式通过铟锡合金将金属电极与金属导电层键合在一起。
2.如权利l所述的一种高电光效率的电光开关，其特征在于：所述的电光晶体为Z切横向应用方式并在一对通光面上镀有光学增透膜。
3.如权利1所述的一种高电光效率的电光开关，其特征在于：所述铟锡合金的厚度为50nm~100nm。
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| CN106291994B (zh) * | 2015-05-21 | 2018-12-11 | 深圳市吉斯迪科技有限公司 | 一种医用电光晶体 |
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