单脉冲用染料调Q开关组件及其制备方法

摘要

本发明提供的单脉冲用染料调Q开关组件，包括两镜片和染料调Q薄膜片，一镜片的中部设有锥台形凸起，另一镜片的中部设有与凸起形状相匹配的凹槽，薄膜片设于凸起和凹槽之间；薄膜片主要由以下配比的材料制成：二氯甲烷或二氯乙烷∶乙醇∶硅酸乙酯∶二氧六环的体积份数比为两百到三百比十到十五比二到十比五到十五，PMMA∶BDN的质量份数比为两万到四万比五到五百，每五到十五毫升的二氧六环对应五到五百毫克的BDN；制备方法包括镜片加工、配料、搅拌、过滤、成型、粘接、检验。本发明基片的激光透过率增幅为3％～4％，达到97～98％，激光器的单脉冲电压工作坪区展宽到90V，高、低温时激光器的阈值电压变化值之和为30V，使用寿命5万次。

说明书

技术领域

本发明属于激光器调Q技术领域，尤其是涉及一种单脉冲用染料调Q开 关组件及其制备方法。

背景技术

中小能量激光调Q产品主要包括晶体调Q、染料调Q技术等，各种调Q 技术具有不同的特点，应用在不同的场合。尤其是染料调Q器件，目前已做 成了薄膜片，更加适应轻量化、小形化的应用场合，同时在降低成本、方便 集成等方面具有较大的优势。目前，市场上的染料调Q薄膜片产品基本上是 采用获得国家发明奖的E法成型工艺生产的(获奖名称：RT-106染料片Q 开关的E法成型工艺；获奖编号：06114；获奖时间：1983.1；获奖等级： 国家发明四等奖)。用这种工艺方法生产染料调Q薄膜片已多年，在军品和 民品的实际应用中，发挥了巨大作用。不过，E法成型工艺也存在着一些缺 陷和问题。此工艺流程主要包括配料、搅拌、过滤、成型、定形、检测等工 序。因薄膜片成型过程是表面先固化，但基片内部的有机溶剂仍在挥发，因 而内部极易形成一些微观气泡，影响激光的透过率的均匀性；同时，这一工 艺成型过程也容易使薄膜片的表面产生微观凹凸不平的现象，因而增强了激 光的反射与散射。这种工艺方法的结果是激光透过率较低，透过率最高达 94％～95％，损耗较大，对激光器调Q的效果存在一定的影响。随着社会的进 步与科技的发展，染料调Q薄膜片的应用环境发生了巨大的变化，对调Q薄 膜片的性能提出了更高的要求，如在高(50℃)、低温(-40℃)、以及针对高 速移动、快速转动的目标的跟踪、定位、测距等工作，原先的调Q薄膜片已 不适用。现实要求尽快改进调Q薄膜片的性能，最终实现系统可靠性与稳定 性。如何改进调Q薄膜片的性能成为本领域技术人员研究的课题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种提高调Q薄膜片的性能的开关组件及其 制备方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案：一种单脉冲用染料调Q开关 组件，包括第一镜片、第二镜片和染料调Q薄膜片，所述第一镜片的中部设 有锥台形凸起，所述第二镜片的中部设有与所述凸起形状相匹配的凹槽，所 述染料调Q薄膜片设于所述凸起和所述凹槽之间的平面内；所述染料调Q薄 膜片主要由以下配比的材料制成：二氯甲烷或二氯乙烷：乙醇：硅酸乙酯： 二氧六环的体积比为200-300份：10-15份：2-10份：5-15份，PMMA:BDN 的质量份数比为20000-40000份:5-500份，每5-15ML的二氧六环对应 5-500MG的BDN。

所述染料调Q薄膜片主要由以下配比的材料制成：二氯甲烷或二氯乙烷： 乙醇：硅酸乙酯：二氧六环的体积比为220-280份：11-14份：3-8份：7-12 份，PMMA:BDN的质量份数比为25000-35000份:10-450份。

所述染料调Q薄膜片主要由以下配比的材料制成：二氯甲烷或二氯乙烷： 乙醇：硅酸乙酯：二氧六环的体积比为220-280份：10-12份：5-6份：9-10 份，PMMA:BDN的质量份数比为29000-33000份:100-300份。

所述染料调Q薄膜片主要由以下配比的材料制成：二氯甲烷或二氯乙烷： 乙醇：硅酸乙酯：二氧六环的体积比为250-280份：10-12份：5-6份：9-10 份，PMMA:BDN的质量份数比为30000-33000份:200-300份。

所述第一镜片远离凸起的一面与所述第二镜片远离凹槽的一面均设有 高强度激光膜，所述激光膜的波长为1.064μm，所述激光膜单面对1.064μ m减反的要求是透过率大于99.8％。

制备上述单脉冲用染料调Q开关组件的方法，包括如下步骤：

第一步：镜片加工；

第二步：染料调Q薄膜片所需材料的配制；

第三步：对第二步配好的料进行搅拌；

第四步：对第三步搅拌好的材料进行过滤；

第五步：静置消泡15-20小时；

第六步：成型：将过滤后的材料注入加工好的第二镜片内，将第一镜片 盖在第二镜片的上面，在测角仪下轻轻挤压，成型后放入烘箱，恒温100-150 摄氏度，10-14小时；

第七步：粘接工序：将固化好的组件用环氧树脂粘接边缘。

所述第三步搅拌的具体操作如下：把第二步配好的材料置入专用搅拌 器，水浴温度40℃，搅拌速度设为60转/min，搅拌7h。

所述第四步过滤的具体操作如下：将搅拌工序充分混合的拌料置入过滤 器，滤层为真丝绸滤布3层，加压0.5kPa，滤液封盖。

还包括检验工序。

所述检验工序包括如下内容：用VSU-2G分光光度计，波长1.06μm，检 测薄膜片基片的激光增透效果和染料调Q开关组件的透过率范围；

用高、低温试验箱检测工作温度、存储温度；

用YAG激光试验仪，检测染料调Q开关组件抗激光辐射能力、激光器的 单脉冲工作坪区、激光器的阈值电压变化、使用寿命。

本发明具有的优点和积极效果是：原有技术完成的染料调Q薄膜片基片 的激光透过率最高达到94％，激光器的单脉冲电压工作坪区≤70V，高温(50 ℃)和低温(-40℃)时激光器的阈值电压变化分别为30V，使用寿命1万次。 本发明产生的有益效果是基片的激光透过率增幅为3％～4％，透过率达到97～ 98％，激光器的单脉冲电压工作坪区展宽到90V，坪区加宽20V，高温(50℃) 和低温(﹣40℃)时激光器的阈值电压的变化值之和为30V，阈值电压变化 范围降低，使用寿命5万次。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明第一镜片的结构示意图；

图3是本发明第一镜片的立体结构示意图；

图4是本发明第二镜片的结构示意图；

图5是本发明第二镜片的立体结构示意图；

图中：1-第一镜片，2-第二镜片，3-染料调Q薄膜片，11-凸起，21-凹 槽。

具体实施方式

现根据附图对本发明进行较详细的说明，如图1-5所示。

实施例一：

一种单脉冲用染料调Q开关组件，包括第一镜片1、第二镜片2和染料 调Q薄膜片3，所述第一镜片1的中部设有锥台形凸起11，所述第二镜片2 的中部设有与所述凸起11形状相匹配的凹槽21，所述染料调Q薄膜片3设 于所述凸起11和所述凹槽21之间，两者之间的空间高度0.1±0.01mm；所 述染料调Q薄膜片3主要由以下配比的材料制成：PMMA:30g，BDN:5mg， CH2Cl2：200ml，乙醇：10ml，硅酸乙酯：5ml，二氧六环：10ml。

所述第一镜片1远离凸起11的一面与所述第二镜片2远离凹槽21的一 面均设有高强度激光膜，所述激光膜的波长为1.064μm，激光膜的单面对 1.064μm减反的要求是透过率大于99.8％。

实施例二：

所述染料调Q薄膜片3主要由以下配比的材料制成：PMMA:20g， BDN:250mg，C2H4CL2：250ml，乙醇：12ml，硅酸乙酯：2ml，二氧六环： 5ml。其他部分与实施例一相同。

实施例三：

所述染料调Q薄膜片3主要由以下配比的材料制成：PMMA:40g， BDN:500mg，CH2CL2：300ml，乙醇：15ml，硅酸乙酯：10ml，二氧六环： 15ml。其他部分与实施例一相同。

制备上述各实施例单脉冲用染料调Q开关组件的方法，包括如下步骤：

第一步：镜片加工：按照图纸要求加工镜片；

镜片的抛光度时，凸面与平面、凹面与平面平行差均为10＂，凹面、凸 面与平面光学质量要求无疵病；

第二步：按照上述各实施例中的比例对染料调Q薄膜片3所需材料进行 混合配制；

第三步：对第二步配好的料进行搅拌；

第四步：对第三步搅拌好的材料进行过滤；

第五步：静置消泡15-20小时，消除气泡；

第六步：成型：将过滤后的材料注入加工好的第二镜片内，将第一镜片 盖在第二镜片的上面，在测角仪下轻轻挤压，成型后放入烘箱，恒温100-150 摄氏度，10-14小时；

第七步：粘接工序：将固化好的组件用环氧树脂粘接边缘。

所述第三步搅拌的具体操作如下：把第二步配好的材料置入专用搅拌 器，水浴温度40℃，搅拌速度设为60转/min，搅拌7h，保证用料的充分 混合。

所述第四步过滤的具体操作如下：将搅拌工序充分混合的拌料置入过滤 器，滤层为真丝绸滤布3层，加压0.5kPa，滤液封盖。

还包括检验工序。

所述检验工序包括如下内容：用VSU-2G分光光度计，波长1.06μm，检 测薄膜片基片的激光增透效果和染料调Q开关组件的透过率范围；

用高、低温试验箱检测工作温度、存储温度；

用YAG激光试验仪，检测染料调Q开关组件抗激光辐射能力、激光器的 单脉冲工作坪区、激光器的阈值电压变化、使用寿命。

本发明的检验标准：

本发明完成的染料调Q薄膜片3技术指标为：

①薄膜片基片激光透过率：增透效果提高3％～4％，透过率达97％～98％；

②染料调Q薄膜片3透过率范围：15％～80％；

③工作温度范围：(﹣40℃)～(50℃)；

④存储温度范围：(﹣50℃)～(70℃)；

⑤抗激光辐射能力：激光辐射强度300MW/cm2；

⑥激光器的单脉冲工作坪区：在常温、高温(50℃)和低温(﹣40℃)下 均不小于90V；

⑦激光器的阈值电压变化：高温(50℃)和低温(﹣40℃)的变化值之和 为30V；

⑧使用寿命：5万次。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳 实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均 等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。