具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的用于激光器内非线性晶体的换点装置和方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参考图1，图1是本发明实施例中用于激光器内非线性晶体的换点装置的一种结构示意图，本实施例提供一种用于激光器内非线性晶体的换点装置，所述非线性晶体100包括第一晶体通光平面110，与所述第一晶体通光面平行的第二晶体通光平面，连接所述第一晶体通光平面110和所述第二晶体通光平面的第一安装平面，连接所述第一晶体通光平面110和所述第二晶体通光平面且与所述第一安装平面相对的第二安装面120，连接所述第一安装平面和所述第二安装面120的第一侧面，与所述第一侧面相对的连接所述第一安装平面和所述第二安装面120的第二侧面130，所述用于激光器内非线性晶体的换点装置包括：与所述第一安装平面相接触的，用于放置非线性晶体100的温度控制台200；与所述第一侧面相接触的，用于限制所述非线性晶体100在温度控制台200上移动的第一弹性件300；与所述第二侧面130相接触的，用于推动所述非线性晶体100移动的线性驱动装置400；以及，与所述线性驱动装置400连接，用于控制所述线性驱动装置400移动的控制器500；其中，所述线性驱动装置400推动晶体移动的方向平行于所述第一晶体通光平面110和第二晶体通光平面。

由于所述温度控制台200与所述第一安装平面相接触用于放置非线性晶体100，所述第一弹性件300与所述第一侧面相接触，且用于限制所述非线性晶体100在温度控制台200上移动，所述线性驱动装置400与所述第二侧面130相接触，用于推动所述非线性晶体100移动，因此可通过所述线性驱动装置400调节所述所述非线性晶体100在所述温度控制台200上的位置。由于所述第一晶体通光平面110与所述第二晶体通光平面平行，所述线性驱动装置400推动晶体移动的方向平行于所述第一晶体通光平面110和第二晶体通光平面，因此当所述激光从所述非线性晶体100的移动前的点入射和从移动后的点入射后经非线性晶体100折射后，出射光线不发生改变，从而在实现非线性晶体100的点位调整的同时不改变出射光线的特性，例如不改变出射光线的方向和角度。由于所述用于激光器内非线性晶体的换点装置仅通过所述线性驱动装置400、温度控制台200、第一弹性件300和控制器500即可实现非线性晶体100的点位调节，因此所述用于激光器内非线性晶体的换点装置的结构简单，操作方便，利于激光器的大规模工业化的生产制造。同时通过线性驱动装置400的推力与第一弹性件300的推力和非线性晶体100受到的摩檫力相平衡的方式调整非线性晶体100的点位，能够使非线性晶体100精确定位，定位可靠性高，不受内部或外部光电信号干扰。并且移点前后激光的输出一致性良好，且可提高多波长激光器中非线性晶体100的使用寿命。此外无需重新校准外部光路，利于加工线的高效自动化生产。

所述控制器500还与所述温度控制台200连接，还用于同步控制所述温度控制台200调温。

由于所述控制器500与所述线性驱动装置400和所述温度控制台200连接，用于控制所述线性驱动装置400移动以及同步控制所述温度控制台200调温，因此可在移点时同步调整温度控制台200上与所述第一安装平面相接触处的温度，从而使所述非线性晶体100的温度环境不变，从而进一步保证在实现非线性晶体100的点位调整的同时不改变出射光线的特性，并使得激光能稳定的输出。

控制器500控制线性驱动装置400推动非线性晶体100沿与第一晶体通光平面110和第二晶体通光平面平行的方向移动，以改变入射激光及出射激光在非线性晶体100的相对点位。例如，如图2所示，图2是本发明实施例中激光通过非线性晶体100的光路示意图，移动前激光在非线性晶体100的A1点入射，B1点出射；移动以后在A2点入射，B2点出射。移动前后，出射激光（频率转换后的激光）光线的位置，方向，角度均不发生变化。

由上可知，本实施例中，所述非线性晶体100在移动的过程中，入射光和出射光相对所述温度控制台200的位置是不变的，改变的是入射光和出射光在非线性晶体100上的相对点位。

其中，所述第一侧面、第二安装面120和第二侧面130可为平面、曲面或者同时包括平面或者曲面。

所述第一安装平面为所述非线性晶体100的散热面。

优选的，所述第一侧面、第二安装面120和第二侧面130为平面，如此可便于与所述第一弹性件300、第二弹性件600和线性驱动装置400形成良好的接触。

所述非线性晶体的形状可为立方体或者为其它的六面体。

所述非线性晶体100可为LBO（三硼酸锂晶体），BBO（低温相偏硼酸钡），KDP（磷酸二氢钾晶体）等。可根据激光的入射角度，激光光斑的大小及设计换点的数量等因素选择不同尺寸，不同形状的非线性晶体100。

所述第一弹性件300可为板弹簧或者使用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置中的一种。其中，当所述第一弹性件300为使用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置时，用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置中的片状件或者板状件与所述非线性晶体100的第一侧面相接触。

本实施例中，所述第一弹性件300的数量可为一个或者是多个。

所述用于激光器内非线性晶体的换点装置还包括与所述第二安装面120相接触的，用于将非线性晶体100压紧在温度控制台200上的第二弹性件600，如此可提高所述用于激光器内非线性晶体的换点装置中非线性晶体100移动的稳定性，可进一步提高非线性晶体100换点的精度。

所述第二弹性件600可为板弹簧或者使用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置中的一种。其中，当所述第二弹性件600为使用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置时，用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置中的片状件或者板状件与所述非线性晶体100的第二安装面120相接触。

本实施例中，所述第二弹性件600的数量可为一个或者是多个。

具体的，本实施例中，如图1所示，所述第一弹性件300为片弹簧，所述第二弹性件600为用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置。在其它的实施例中，如图3所示，图3是本发明实施例中用于激光器内非线性晶体的换点装置的另一种结构示意图，所述第一弹性件300为用螺旋弹簧与片状件或者板状件连接的弹簧装置，所述第二弹性件600为片弹簧。

所述线性驱动装置400可为电动推杆。所述电动推杆可采用步进电机、伺服电机或者直线电机驱动。所述线性驱动装置400可集成定位编码器也可以不集成定位编码器。

具体的，所述温度控制台200包括与所述第一安装平面相接触的用于放置非线性晶体100的主体，设置在所述主体内的与所述控制器500连接的加热/制冷元件，以及设置在所述主体内的温度传感元件；所述控制器500包括用于控制所述线性驱动装置400动作的电机参数控制单元，用于控制所述加热/制冷元件调温的温度控制单元，用于存储每组入射点和出射点以及与每组入射点和出射点对应的温度控制台200的温度的数据存储单元，用于处理所述电机参数控制单元、所述温度传感元件、所述数据存储单元和所述温度控制单元的信息并输出控制信号给温度控制单元和电机参数控制单元的数据处理单元。

所述非线性晶体100从当前点位移动至目前点位时，所述数据处理单元从所述数据存储单元中读取与目标点位对应的那组入射点和出射点，以及与那组入射点和出射点对应的温度控制台200的温度的数据，且处理读取的数据以及温度传感元件反馈的温度控制台200的温度信息并输出控制信号给温度控制单元和电机参数控制单元，之后温度控制单元控制控制所述加热/制冷元件调温，所述电机参数控制单元控制线性驱动装置400动作。

其中，所述数据存储单元可存储多组入射点和出射点，以及与多组入射点和出射点对应的温度控制台200的温度的数据。

当未设置第二弹性件600时，非线性晶体100在移动方向上受到三个力的作用：温度控制台200与非线性晶体100的摩擦力F1，第一弹性件300的推力F3，线性驱动装置400的推力F4；当F4=F3+F1时非线性晶体100的位置保持不变。当非线性晶体100设置在温度控制台200上后，温度控制台200与非线性晶体100的摩擦力F1恒定，通过控制线性驱动装置400的推力来改变第一弹性件300的伸缩量。通过这种方法非线性晶体100在温控台上可以做一维的精确移动，从而实现非线性晶体100的点位的精确定位。

当设置第二弹性件600时，非线性晶体100在移动方向上受到四个力的作用：温度控制台200与非线性晶体100的摩擦力F1，第二弹性件600与所述非线性晶体100之间的摩擦力F2，第一弹性件300的推力F3，线性驱动装置400的推力F4；当F4=F3+F2+F1时非线性晶体100的位置保持确定。当第二弹性件600的位置不变后，温度控制台200与非线性晶体100的摩擦力F1和第二弹性件600与所述非线性晶体100之间的摩擦力F2恒定，通过控制线性驱动装置400来改变第一弹性件300的伸缩量。通过这种方法非线性晶体100在温控台上可以做一维的精确移动，从而实现晶体精确定位。

本实施例还提供一种用于激光器内非线性晶体的换点方法，所述非线性晶体100包括第一晶体通光平面110，与所述第一晶体通光面平行的第二晶体通光平面，连接所述第一晶体通光平面110和所述第二晶体通光平面的第一安装平面，连接所述第一晶体通光平面110和所述第二晶体通光平面且与所述第一安装平面相对的第二安装面120，连接所述第一安装平面和所述第二安装面120的第一侧面，与所述第一侧面相对的连接所述第一安装平面和所述第二安装面120的第二侧面130，所述方法包括：将非线性晶体100放置在温度控制台200上，并使第一安装平面与温度控制台200相接触；使非线性晶体100的第一侧面与第一弹性件300相接触，并通过第一弹性件300限制非线性晶体100在温度控制台200上移动；使非线性晶体100的第二侧面130与线性驱动装置400相接触，并通过线性驱动装置400推动所述非线性晶体100移动；使线性驱动装置400与温度控制台200连接，通过控制器500控制线性驱动装置400移动以及同步控制温度控制台200调温；其中，所述线性驱动装置400推动晶体移动的方向平行于所述第一晶体通光平面110和第二晶体通光平面。

在通过控制器500控制线性驱动装置400移动以及同步控制温度控制台200调温之前，所述用于激光器内非线性晶体的换点方法还包括：使非线性晶体100的第二安装面120与所述第二弹性件600相接触，以通过第二弹性件600将非线性晶体100压紧在温度控制台200上。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。