專利名稱：一種高電光效率的電光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子領(lǐng)域，特別涉及一種高 電光效率的電光開關(guān)。
背景技術(shù)：
電光調(diào)Q技術(shù)是利用在電光晶體上施加電壓而改變晶體的折射率，使達(dá)到改變光的偏振態(tài)，與起偏器一起使用可實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的作用。利用電光調(diào)Q技術(shù)的脈沖激光，峰值功率高，脈寬窄。所以，電光開關(guān)是脈沖激光器中的ー個(gè)非常重要的器件。電光開關(guān)在使用中有個(gè)常見的現(xiàn)象就是電光效率低，所謂電光效率低就是在開關(guān)關(guān)門時(shí)不能完全的關(guān)斷光，使儲存在激光介質(zhì)中的能量會在開關(guān)打開之前被消耗掉，因此造成了脈沖光輸出功率的降低。 造成電光效率低有幾個(gè)原因入射光束沒有嚴(yán)格的垂直晶體通光面入射；入射光束有一定的發(fā)散角，因此相當(dāng)于有一部分光束不是垂直晶體通光面入射；電光晶體本身的生長應(yīng)カ造成其內(nèi)部質(zhì)量不均勻；晶體上的安裝應(yīng)カ引起晶體折射率主軸和折射率大小的變化，從而引入附加的相位延遲；外加電場的不均勻引起晶體折射率改變不均勻。以上原因，前兩個(gè)是可以通過細(xì)致調(diào)節(jié)激光光路時(shí)改善；第三個(gè)是晶體本身的質(zhì)量原因；而后最后兩個(gè)是可以通過開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善的，也是我們設(shè)計(jì)開關(guān)時(shí)最應(yīng)該關(guān)注的。電光開關(guān)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于使電極與晶體表面接觸緊密而又不會使晶體產(chǎn)生較大的應(yīng)力。所以，晶體與外接電極的連接方式是設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)因素之一。通常的電極連接方式有粘結(jié)、焊接或直接壓固。所謂粘結(jié)方式就是直接用可導(dǎo)電的有機(jī)粘合劑把電極與晶體粘連起來，這種電光開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，但是粘結(jié)劑在閃光燈或激光照射下極易老化，而且粘結(jié)劑的揮發(fā)會對器件造成污染，從而降低了光學(xué)元件的激光抗損傷閾值。焊接是指直接把電極和晶體Y面焊接在一起。由于焊接時(shí)的溫度較高，焊接過程中會損壞晶體，而且也不易使晶體和電極接觸均勻。還可能出現(xiàn)因環(huán)境溫度劇烈變化或振動造成的“斷路”現(xiàn)象。電光晶體上外加電場均勻性問題也是電光開關(guān)設(shè)計(jì)要考慮的因素之一，好的電場均勻性也可以改善開關(guān)對光的關(guān)斷能力。
發(fā)明內(nèi)容傳統(tǒng)電光開關(guān)中電極與晶體的粘接結(jié)構(gòu)通常為膠粘，焊接，壓固，采用膠粘結(jié)構(gòu)就是直接用可導(dǎo)電的有機(jī)粘合劑把電極與晶體粘連起來，粘結(jié)劑在閃光燈或激光照射下極易老化，而且粘結(jié)劑的揮發(fā)會對器件造成污染，從而降低了光學(xué)元件的激光抗損傷閾值，采用焊接結(jié)構(gòu)由于焊接時(shí)的溫度較高，焊接過程中會損壞晶體，而且也不易使晶體和電極接觸均勻，采用壓固結(jié)構(gòu)極易造成接觸不良導(dǎo)致電場不均勻。本發(fā)明采用鍵合結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)解決了上述問題，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的ー種高電光效率的電光開關(guān)，包括絕緣殼體，電光晶體，在晶體ー對側(cè)面鍍有金屬導(dǎo)電層，金屬導(dǎo)電層之上鍍有銦錫合金，內(nèi)部金屬電極高度都高于晶體側(cè)面兩端高度一部分，探出部分的高度大于或等于晶體側(cè)面上整個(gè)金屬導(dǎo)電層高度的1/10到2倍之間的距離，其特征在于通過加溫加壓的方式通過銦錫合金將金屬電極與金屬導(dǎo)電層鍵合在一起；銦錫合金厚度為5(Tl00nm，所述電光晶體為Z切橫向應(yīng)用方式并在ー對通光面上鍍有光學(xué)增透膜，所述的電光晶體可為單塊晶體或多塊晶體通過膠合，光膠，鍵合或直接固定等方法串接，內(nèi)部金屬電極高于晶體側(cè)面部分處可填充導(dǎo)熱且絕緣的弾性有機(jī)材料，確保了電極間的絕緣；所述內(nèi)部金屬電極上部開有外接金屬電極孔，以便內(nèi)，外接電極間的電連接，外接電極可垂直旋入或插入內(nèi)部電極上方的孔固定；所述絕緣外殼兩端面各安裝一片光學(xué)窗ロ片，所述光學(xué)窗ロ片由圓形中空端蓋壓固。本發(fā)明專利有以下優(yōu)點(diǎn)在電極的連接方式上，采用內(nèi)、外金屬電極分段式連接，晶體側(cè)面使用鍵合方式將金屬導(dǎo)電層與金屬電極鍵合，外加金屬電極從垂直于內(nèi)部金屬電極的外接電極孔擰入且壓緊內(nèi)部金屬電極并固定。這樣既保證了電光晶體與整個(gè)導(dǎo)電層間的緊密電接觸，又因?yàn)殡姌O壓固方向垂直于晶體且不在晶體上，沒有給晶體產(chǎn)生安裝應(yīng)力從而不會產(chǎn)生附加相位延遲；在外加電場均勻性上，因?yàn)閮?nèi)部金屬電極寬于晶體整個(gè)側(cè)面，所以加電場后晶體相對處于電場的中間，不會受到電極邊緣電場有時(shí)有可能不穩(wěn) 定的影響而導(dǎo)致對晶體內(nèi)通過線偏光偏轉(zhuǎn)不充分而漏出的問題；同時(shí)因金屬電極與金屬導(dǎo)電層直接鍵合在一起，減少了外電極到晶體之間的電阻，提高了電光效率。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。

圖I為本發(fā)明一種高電光效率的電光開關(guān)結(jié)構(gòu)剖面圖。其中101為絕緣殼體102為電光晶體103為金屬導(dǎo)電層104為銦錫合金105為內(nèi)部金屬電極106為導(dǎo)熱并且絕緣的彈性材料107為外接金屬電極孔
具體實(shí)施方式
例I本發(fā)明電光開關(guān)用于單晶體或雙晶體光膠或膠合或鍵合的封裝實(shí)施方式I參見附圖I。圖中電光開關(guān)包括一圓筒形絕緣殼體101;殼體中心有個(gè)長方形的開槽，槽中間放置電光晶體102，，它們可以是單晶體或雙晶體光膠或膠合或鍵合；在晶體的ー對側(cè)面鍍有金屬導(dǎo)電層103;所述金屬導(dǎo)電層外鍍有銦錫合金104;所述內(nèi)部金屬電極105通過加溫加壓的方式與金屬導(dǎo)電層鍵合，金屬電極長度與金屬導(dǎo)電層一致，高度都高于晶體側(cè)面兩端高度一部分，探出部分的高度等于晶體側(cè)面上整個(gè)金屬導(dǎo)電層高度的1/4 ；所述的電光晶體，內(nèi)部金屬電極都固定在絕緣殼體中間的開槽中；所述內(nèi)部金屬電極高于晶體側(cè)面部分處可填充導(dǎo)熱且絕緣的弾性有機(jī)材料106不僅保證了電極間的充分絕緣，而且更好的導(dǎo)出晶體工作時(shí)的熱量，外接金屬電極通過外接金屬電極孔107插入或旋入開關(guān)外殼101，最終擰緊在內(nèi)部金屬電極105上并與其達(dá)到緊密的電接觸。開關(guān)的兩端可根據(jù)實(shí)際需要加裝光學(xué)窗ロ片及端蓋，不過端蓋和光學(xué)窗ロ片的構(gòu)造及連接為現(xiàn)有技木，此處不再贅述。
權(quán)利要求1.ー種高電光效率的電光開關(guān)，包括絕緣殼體，電光晶體，在晶體ー對側(cè)面鍍有金屬導(dǎo)電層，金屬導(dǎo)電層之上鍍有銦錫合金，內(nèi)部金屬電極高度都高于晶體側(cè)面兩端高度一部分，探出部分的高度大于或等于晶體側(cè)面上整個(gè)金屬導(dǎo)電層高度的1/10到2倍之間的距離，其特征在干通過加溫加壓的方式通過銦錫合金將金屬電極與金屬導(dǎo)電層鍵合在一起。
2.如權(quán)利I所述的ー種高電光效率的電光開關(guān)，其特征在于所述的電光晶體為Z切橫向應(yīng)用方式并在ー對通光面上鍍有光學(xué)增透膜。
3.如權(quán)利I所述的ー種高電光效率的電光開關(guān)，其特征在于所述銦錫合金的厚度為50nm 丄OOnm0
專利摘要一種高電光效率的電光開關(guān),包括絕緣殼體，電光晶體，電光晶體為Z切橫向應(yīng)用方式并在一對通光面上鍍有光學(xué)增透膜，晶體一對側(cè)面鍍有金屬導(dǎo)電層，所述金屬導(dǎo)電層外鍍有銦錫合金；所述內(nèi)部金屬電極與金屬導(dǎo)電層鍵合在一起；所述內(nèi)部金屬電極高度都高于晶體側(cè)面兩端高度一部分；所述內(nèi)部金屬電極高于晶體側(cè)面部分處可填充導(dǎo)熱且絕緣的彈性有機(jī)材料；所述內(nèi)部金屬電極上部有外接金屬電極孔。本電光開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使外接電極與晶體保證長時(shí)間緊密電接觸,大大減小了安裝應(yīng)力對晶體造成損壞或斷裂的可能和附加的相位延遲,以及具有良好的外加電場均勻性,使電光開關(guān)的關(guān)斷能力得到了很大的增強(qiáng),從而也提高了所工作激光器的輸出性能。
文檔編號G02F1/03GK202631891SQ20112053994
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者鄭熠, 王曉偉, 吳少凡 申請人:福建福晶科技股份有限公司