激光碟片晶体的键合方法技术

本发明专利技术提供一种激光碟片晶体的键合方法，该键合方法包括：将碟片增益介质放置在环形未掺杂介质中，其中，碟片增益介质为圆台型或棱台型；利用压块在碟片增益介质的上端面施加压力，使碟片增益介质和环形未掺杂介质紧密贴合，得到激光碟片晶体；其中，碟片增益介质的侧面和环形未掺杂介质的内表面完全重合；将激光碟片晶体置于加热炉中，在预设温度条件下进行加压扩散键合，得到键合后的激光碟片晶体。得到键合后的激光碟片晶体。得到键合后的激光碟片晶体。

【技术实现步骤摘要】
激光碟片晶体的键合方法


[0001]本专利技术涉及激光晶体微加工领域，尤其涉及一种激光碟片晶体的键合方法。

技术介绍

[0002]为了解决热效应对激光器光束质量和输出功率的制约，由棒状激光器演变而来的碟片激光器正在成为高功率全固态激光器领域的重要发展方向之一。对于常规的激光碟片晶体，碟片增益介质与环形未掺杂介质之间的键合对两者的尺寸误差要求极高，碟片增益介质过大或过小都无法与环形未掺杂介质吸收体进行紧密贴合，无法对碟片增益介质或环形未掺杂介质吸收体有效施加压力，影响两者的键合效果。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了改善激光碟片晶体的键合效果，本专利技术提供了一种激光碟片晶体的键合方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种激光碟片晶体的键合方法，包括：将碟片增益介质放置在环形未掺杂介质中，其中，碟片增益介质为圆台型或棱台型；利用压块在碟片增益介质的上端面施加压力，使碟片增益介质和环形未掺杂介质紧密贴合，得到激光碟片晶体；其中，碟片增益介质的侧面和环形未掺杂介质的内表面完全重合；将激光碟片晶体置于加热炉中，在预设温度条件下进行加压扩散键合，得到键合后的激光碟片晶体。
[0005]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质的厚度大于环形未掺杂介质的厚度。
[0006]根据本专利技术的实施例，环形未掺杂介质的热导率大于等于碟片增益介质的热导率。
[0007]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质的掺杂离子包括以下之一：Ti、Cu、Co、Ni、Cr、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb。
[0008]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质的厚度在0.1～2mm之间。
[0009]根据本专利技术的实施例，环形未掺杂介质包括以下之一：钇铝石榴石(YAG)、钆镓石榴石(GGG)、钪钆镓石榴石(GSGG)、锂氟化钇(YLF)、钒酸钇(YVO4)、磷酸盐激光玻璃、硅酸盐激光玻璃、非热玻璃、蓝宝石(Sapphire)、透明多晶陶瓷材料。
[0010]根据本专利技术的实施例，环形未掺杂介质的外表面为曲面，曲面的曲率参数由泵浦激光的入射角决定。
[0011]根据本专利技术的实施例，激光碟片晶体的键合方法还包括：对碟片增益介质的上端面镀激光高反膜，对碟片增益介质的下端面镀激光增透膜。
[0012]根据本专利技术的实施例，环形未掺杂介质的外表面切角可以设置为45
°
或者布儒斯特角，对环形未掺杂介质的外表面镀双色膜，可以实现双波长泵浦。
[0013]根据本专利技术的实施例，利用激光碟片晶体的键合方法得到键合后的激光碟片晶体。
[0014]本专利技术提供一种激光碟片晶体键合方法，通过将碟片增益介质设置为圆台型或棱
台型，降低了键合工艺对碟片增益介质与环形未掺杂介质两者之间尺寸误差的要求，使两者之间的键合更容易实现。
[0015]另外，将碟片增益介质设置为圆台型或棱台型，同时设置碟片增益介质的厚度大于环形未掺杂介质的厚度，提高了碟片增益质与环形未掺杂介质两者之间的键合效果；通过设置环形未掺杂介质的热导率大于等于碟片增益介质的热导率，可使碟片增益介质内部的热量及时耗散，降低了键合过程中的不均匀应力导致激光碟片晶体损伤的风险。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体的键合方法的流程图；
[0017]图2是根据本专利技术实施例示出的碟片增益介质与环形未掺杂介质键合过程图；
[0018]图3是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体侧视图；
[0019]图4是根据本专利技术实施例示出的键合后的激光碟片晶体俯视图；
[0020]图5是根据本专利技术实施例示出的环形未掺杂介质的外表面为凸面的示意图；
[0021]图6是根据本专利技术实施例示出的环形未掺杂介质的外表面为凹面的示意图；
[0022]图7是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体作为增益介质用于产生振荡激光的过程图；
[0023]图8是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体作为放大介质用于产生放大激光的过程图；
[0024]图9是根据本专利技术实施例示出的双波长泵浦激光碟片晶体中环形未掺杂介质的示意图。
[0025]【附图符号说明】
[0026]1‑
碟片增益介质；1a
‑
碟片增益介质的侧面；1b
‑
碟片增益介质的上端面；1c
‑
碟片增益介质的下端面；2
‑
环形未掺杂介质；2a
‑
环形未掺杂介质的内表面；2b
‑
环形未掺杂介质的外表面；3
‑
压块；4
‑
泵浦光；λ1、λ2‑
泵浦波长
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0028]本专利技术提供了一种激光碟片晶体的键合方法。图1是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体的键合方法的流程图。图2是根据本专利技术实施例示出的碟片增益介质与环形未掺杂介质键合过程图。
[0029]结合图1和图2所示，将碟片增益介质1放置在环形未掺杂介质2中，其中，碟片增益介质1为圆台型或棱台型；利用压块3在碟片增益介质1的上端面1b施加压力，使碟片增益介质1和环形未掺杂介质2紧密贴合，得到激光碟片晶体；其中，碟片增益介质的侧面1a和环形未掺杂介质的内表面2a完全重合；将激光碟片晶体置于加热炉中，在预设温度条件下进行加压扩散键合，得到键合后的激光碟片晶体。
[0030]根据本专利技术的实施例，激光碟片晶体在预设温度条件下进行加压扩散键合，其中，预设温度范围在1000～1500℃之间，预设温度可以为1000℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃。
[0031]图3是根据本专利技术实施例示出的激光碟片晶体侧视图。图4是根据本专利技术实施例示出的键合后的激光碟片晶体俯视图。
[0032]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质1可以为圆台型，键合后的激光碟片晶体如图4所示。
[0033]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质1可以为棱台型，碟片增益介质的上端面1b和碟片增益介质的下端面1c可以为正多边形。
[0034]根据本专利技术的实施例，设置碟片增益介质1的厚度大于环形未掺杂介质2的厚度，可以加强碟片增益介质1和环形未掺杂介质2的键合效果。
[0035]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质1的厚度在0.1～2mm之间，其中，碟片增益介质1的厚度可以为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm。
[0036]根据本专利技术的实施例，设置环形未掺杂介质2的热导率大于等于碟片增益介质1的热导率，可以降低键合过程中因碟片增益介质的胀缩损伤激光碟片晶体的风险。
[0037]根据本专利技术的实施例，碟片增益介质1的掺杂离子可以包括以下之一：Ti、Cu、Co、Ni、Cr、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光碟片晶体的键合方法，其特征在于，包括：将碟片增益介质放置在环形未掺杂介质中，其中，所述碟片增益介质为圆台型或棱台型；利用压块在所述碟片增益介质的上端面施加压力，使所述碟片增益介质和所述环形未掺杂介质紧密贴合，得到激光碟片晶体；其中，所述碟片增益介质的侧面和所述环形未掺杂介质的内表面完全重合；将所述激光碟片晶体置于加热炉中，在预设温度条件下进行加压扩散键合，得到键合后的激光碟片晶体。2.根据权利要求1所述激光碟片晶体的键合方法，其特征在于，所述碟片增益介质的厚度大于所述环形未掺杂介质的厚度。3.根据权利要求1所述激光碟片晶体的键合方法，其特征在于，所述环形未掺杂介质的热导率大于等于所述碟片增益介质的热导率。4.根据权利要求1所述激光碟片晶体的键合方法，其特征在于，所述碟片增益介质的掺杂离子包括以下之一：Ti、Cu、Co、Ni、Cr、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb；所述碟片增益介质的厚度在0.1～2mm之间。5.根据权利要求1所述激光碟片晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：林学春，苗张旺，于海娟，何超建，左杰希，韩世飞，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：