CN113467107B - 一种温度稳定型电光调制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温度稳定型电光调制装置。该温度稳定型电光调制装置包括电光调制器及温度干涉器，所述温度干涉器包括内层温控组件和外层温控组件；所述内层温控组件被构造为形成有至少一置入所述电光调制器全部或部分的内层容器，所述内层容器至少提供对所述电光调制器温度的稳定；所述外层温控组件被构造为形成有至少一置入所述内层容器全部或部分的外层容器，所述外层容器至少提供对所述内层容器外周温度的稳定。本发明通过设置内外两层温控结构，内层温控结构主要用于降低电光调制器的整体温度，外层温控结构主要用于为电光调制器提供恒定的外界温度，两层温控共同作用，能够有效提高电光调制器调制效果的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及冷原子干涉仪技术领域，具体涉及一种温度稳定型电光调制装置。
背景技术
电光调制器是冷原子干涉仪中一种常用的光电器件，用于产生两束相干激光。电光调制器是基于电光晶体的电光效应研制而成，电光晶体的折射率受晶体温度的影响，当晶体温度发生变化时，电光调制器的调制效果会受到较大影响，造成冷原子干涉仪拉曼光功率和相位起伏，进一步会影响干涉仪的测量精度。因此，在冷原子干涉仪工作过程中需要精确控制电光调制器温度。目前，国内外关于温度稳定型电光调制装置设计的相关报道极少。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种温度稳定型电光调制装置，该温度稳定型电光调制装置通过两层温控作用，能够有效提高电光调制器调制效果的可靠性和稳定性。
本发明通过以下技术方案来实现上述技术效果：
本发明提供一种温度稳定型电光调制装置，所述装置包括电光调制器及温度干涉器，所述温度干涉器包括内层温控组件和外层温控组件；所述内层温控组件被构造为形成有至少一置入所述电光调制器全部或部分的内层容器，所述内层容器至少提供对所述电光调制器温度的稳定；所述外层温控组件被构造为形成有至少一置入所述内层容器全部或部分的外层容器，所述外层容器至少提供对所述内层容器外周温度的稳定。
作为本发明的一种实施方式，所述温度干涉器还包括至少一第一温度调制器组件及至少一第二温度调制器组件；所述第一温度调制器组件被部署在所述内层容器用于至少调制电光调制器温度的降低；所述第二温度调制器组件被部署在所述内层容器或外层容器用于至少调制所述内层容器和/或外层容器温度的增加。
作为本发明的一种实施方式，所述第一温度调制器组件通过至少一导热件与所述电光调制器的外周表面形成热传递。
作为本发明的一种实施方式，所述第二温度调制器组件通过至少一导热件与所述内层容器的外周表面形成热传递。
作为本发明的一种实施方式，所述导热件至少包括一均热层和/或一导热层。
作为本发明的一种实施方式，所述温度干涉器还包括至少一热敏元件及驱动板，所述热敏元件被部署在所述内层容器和/或外层容器；所述热敏元件根据被部署区域的温度输出温度信号；所述驱动板根据所述温度信号驱动所述第一温度调制器组件和/或所述第二温度调制器组件。
作为本发明的一种实施方式，所述内层温控组件和外层温控组件至少由一隔热层构造而成。
作为本发明的一种实施方式，所述第一温度调制器组件至少包括一半导体制冷片和/或所述第二温度调制器组件至少包括一电加热膜。
作为本发明的一种实施方式，所述装置还包括隔热外壳，所述隔热外壳被构造为形成有至少一置入所述外层容器全部或部分的壳体。
作为本发明的一种实施方式，所述电光调制器通过至少一隔热组件安装在电光调制器安装底座上。
本发明所提供的温度稳定型电光调制装置，通过设置内外两层温控层，内层温控通过半导体制冷片控制电光调制器的整体温度，外层温控通过电加热膜给电光调制器提供恒定的外界温度，两层温控共同作用，能够有效的提高电光调制器调制的稳定性和环境适应性，有效的解决环境温度变化及电光调制器发热导致的电光调制器调制深度不稳的问题。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为电光调制器上热敏电阻的位置示意图；
图3为内层隔热层上热敏电阻的位置示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1 电光调制器、2 隔热外壳、3 外层隔热层、4 内层隔热层、5 外层均热层、6 电加热膜、7 内层均热层、8 电光调制器安装底座、9 第二导热层、10 半导体制冷片、11 第一导热层、12 隔热垫板、13 热敏电阻一、14 热敏电阻二、15 热敏电阻三。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
如图1所示，一种温度稳定型电光调制装置，包括电光调制器1及温度干涉器，温度干涉器包括内层温控组件和外层温控组件，内层温控组件被构造为形成有至少一置入电光调制器1全部或部分的内层容器，并且内层容器至少提供对电光调制器1温度的稳定；外层温控组件被构造为形成有至少一置入所述内层容器全部或部分的外层容器，外层容器至少提供对内层容器外周温度的稳定。
通过在电光调制器1上设置内外两层温控组件，内层温控组件用于稳定电光调制器1的温度，外层温控组件用于稳定内层容器外周温度的稳定，也即电光调制器1外周温度的稳定，两层温控共同作用，能够有效提高电光调制器调制效果的可靠性和稳定性。
需要解释的是，在实际应用中，电光调制器1一般是通过至少一隔热组件（如隔热垫板12）安装在电光调制器安装底座8上，也即电光调制器1与隔热组件（如隔热垫板12）固定连接在一起，隔热组件（如隔热垫板12）与电光调制器安装底座8固定连接在一起，实现对电光调制器1的固定，此时电光调制器1密封在内层容器和电光调制器安装底座8构成的空间内，内层容器也可以被密封在外层容器与电光调制器安装底座8构成的空间内。
在本实施例中，温度干涉器还包括至少一第一温度调制器组件以及至少一第二温度调制器组件，第一温度调制器组件被部署在内层容器用于至少调制电光调制器1温度的降低，第二温度控制器组件被部署在内层容器或外层容器用于至少调制内层容器和/或外层容器温度的增加。在内层容器内设置第一温度调制器组件可以用于降低电光调制器1工作时散发的热量，第二温度调制器组件可以被部署在内层容器也可以被部署在外层容器，其主要作用是用于稳定内层容器外周温度，也即稳定电光调制器1外周温度，其中优选的是部署在内层容器。
在本发明的一个实施例中，第一温度调制器组件至少包括一半导体制冷片10和/或所述第二温度调制器组件至少包括一电加热膜6，半导体制冷片10的制冷面可与电光调制器1的发热面通过第一导热层11紧密贴合以实现更好的降温效果。
为了更好的达到温度调节的效果，在本发明的一个实施例中，第一温度调制器组件通过至少一导热件与电光调制器1的外周表面形成热传递，第二温度调制器组件通过至少一导热件与内层容器的外周表面形成热传递。具体地，导热件可以为一均热层和/或一导热层。
参见图1，第二温度调制器组件通过内层均热层7与内层容器的外周表面形成热传递，如可以在电加热膜与内层容器之间设置内层均热层7，内层均热层7可选用导热系数大于100且材质较软的材料，保证其能够与电加热膜6紧密贴合；在本发明的一个实施例中，同时还可以在电加热膜6与外层容器之间设置外层均热层5，外层均热层5可选用和内层均热层7同样的材料，其也同时与电加热膜6紧密贴合，即电加热膜6的两侧分别设置内层均热层7和外层均热层5。第一温度调制器组件通过第一导热层11与电光调制器1的外周表面形成热传递，如可以在半导体制冷片10上包覆第一导热层11，半导体制冷片10的制冷面通过第一导热层11与电光调制器1的发热面贴合，制热面通过第一导热层11和电光调制器安装座8紧贴，也即半导体制冷片10可以安装在电光制冷器1和电光调制器安装座8之间。
在本发明的一个实施例中，电光调制器底座8的下方还垫设有第二导热层9。
在本发明的一个实施例中，内层温控组件和外层温控组件均至少由一隔热层构造而成，也即内层温控组件为内层隔热层4构造而成，外层温控组件为外层隔热层3构造而成，为了尽可能的将热量保存在内部，减少与外界的热交换，外层隔热层3和内层隔热层4均选用导热系数小于0.1的材料。
在本发明的一个实施例中，温度干涉器还包括至少一热敏元件及驱动板，热敏元件被部署在内层容器和/或外层容器，热敏元件根据被部署区域的温度输出温度信号，驱动板根据温度信号驱动第一温度调制器组件和/或第二温度调制器组件。具体地，参见图2、图3，热敏元件可以包括设置在电光调制器1上的热敏电阻一13、热敏电阻二14和设置在内层温控组件外表面的热敏电阻三15，热敏电阻一13用于反馈内层温控所需的温度信号，热敏电阻14用于实时检测电光调制器1的温度，热敏电阻三用于反馈外层温控所需的温度信号，具体安装时，可将热敏元件一13和热敏元件14安装在电光调制器1两侧，热敏电阻三可安装在内层隔热层4的外表面。
在本发明的一个实施例中，该装置还包括隔热外壳2，隔热外壳2被构造为形成有至少一置入外层容器全部或部分的壳体。其中，隔热外壳2和隔热垫板12均可选用导热系数小于5的材料，电光调制器安装座8选用导热系数大于200且材质较硬的材料，能够配合打通孔和螺纹孔，用于整个装置的固定。具体地，隔热外壳2包覆在外层温控组件上，一方面进一步起到隔热作用，减少与外部的热交换，另一方面起到保护和便于安装的作用。
在本发明的一个实施例中，为了减小整个装置的体积，隔热外壳2、外层隔热层3、外层均热层5、电加热膜6、内层均热层7、内层隔热层4和电光调制器均采用贴附或裹附的形式设置。
在本发明的一个实施例中，隔热外壳2、外层隔热层3、内层隔热层4、外层均热层5、电加热膜6和内层均热层7均根据电光调制器通光孔和射频信号传输口的位置设置通孔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述装置包括电光调制器（1）及温度干涉器，所述温度干涉器包括内层温控组件和外层温控组件；
所述内层温控组件被构造为形成有至少一置入所述电光调制器（1）全部或部分的内层容器，所述内层容器至少提供对所述电光调制器（1）温度的稳定；
所述外层温控组件被构造为形成有至少一置入所述内层容器全部或部分的外层容器，所述外层容器至少提供对所述内层容器外周温度的稳定；
所述温度干涉器还包括至少一第一温度调制器组件及至少一第二温度调制器组件；
所述第一温度调制器组件被部署在所述内层容器，用于至少调制电光调制器（1）温度的降低；
所述第二温度调制器组件被部署在所述内层容器或外层容器，用于至少调制所述内层容器和/或外层容器温度的增加。
2.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述第一温度调制器组件通过至少一导热件与所述电光调制器（1）的外周表面形成热传递。
3.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述第二温度调制器组件通过至少一导热件与所述内层容器的外周表面形成热传递。
4.根据权利要求2或3所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述导热件至少包括一均热层和/或一导热层。
5.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述温度干涉器还包括至少一热敏元件及驱动板，所述热敏元件被部署在所述内层容器和/或外层容器；
所述热敏元件根据被部署区域的温度输出温度信号；
所述驱动板根据所述温度信号驱动所述第一温度调制器组件和/或所述第二温度调制器组件。
6.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述内层温控组件和外层温控组件至少由一隔热层构造而成。
7.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述第一温度调制器组件至少包括一半导体制冷片和/或所述第二温度调制器组件至少包括一电加热膜。
8.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述装置还包括隔热外壳（2），所述隔热外壳（2）被构造为形成有至少一置入所述外层容器全部或部分的壳体。
9.根据权利要求1所述的温度稳定型电光调制装置，其特征在于，所述电光调制器（1）通过至少一隔热组件安装在电光调制器安装底座（8）上。
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