[发明专利]用于管理光学元件中的热的设备及相关的热管理方法

权利要求书

1.一种用于光学元件（2）的热管理的设备（1），包括：

-光学元件（2）；

-参考温度下的材料（5）；和

-直接位于所述参考温度下的材料（5）和所述光学元件（2）之间的中间气体层（4），

其特征在于，所述中间气体层（4）在其至少一部分厚度上处于由所述中间气体层（4）的厚度限定的被称为“瞬态”的扩散状态，使得所述中间气体层（4）中的气体分子的平均自由程与所述厚度的比值在0.1和10之间，并且所述中间气体层的厚度在10μm和5mm之间。

2.根据权利要求1所述的设备（1），其特征在于，所述光学元件（2）包括以下中的至少一种元件：

-增益介质；

-非线性变频介质；

-多折射介质；

-起偏振作用的介质；

-折光元件；

-反射元件；或

-半导体介质。

3.根据权利要求1或2所述的设备（1），其特征在于，所述中间气体层（4）被限制在封闭空间（25）中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备（1），其特征在于，所述参考温度下的材料（5）的温度低于200K，且所述光学元件（2）是由所述参考温度下的材料（5）冷却的固体增益介质。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备（1），其特征在于，所述中间气体层（4）的至少90%由氦气组成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备（1），其特征在于所述设备（1）包括以下中的至少一个控制装置（61）：

-所述中间气体层（4）的厚度的控制装置；

-所述中间气体层（4）中的压力的控制装置；

-所述参考温度下的材料（5）的温度的控制装置。

7.根据权利要求6所述的设备（1），其特征在于所述设备（1）包括用于局部地控制所述中间气体层的厚度、所述中间气体层（4）中的压力和/或所述参考温度下的材料（5）的温度的至少一个控制装置（85）。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于所述设备（1）包括根据所述光学元件（2）的温度的至少一个测量代表而作用于至少一个控制装置（61、85）的反馈装置（62）。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其特征在于所述设备（1）包括用于改变所述光学元件（2）的使用率的装置（67）。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备（1），其特征在于所述光学元件（2）具有覆盖有高反射处理物的面（3），且所述中间气体层（4）与所述面（3）直接接触。

11.一种热管理方法，用于在根据前述权利要求中任一项所述的设备（1）中使用的光学元件（2）的热管理，其中使用直接位于参考温度下的材料（5）和所述光学元件（2）之间的中间气体层（4），其特征在于，所述中间气体层（4）在其至少一部分厚度上处于由所述中间气体层（4）的厚度限定的被称为“瞬态”的扩散状态，使得所述中间气体层（4）中的气体分子的平均自由程与所述厚度的比值在0.1和10之间，并且所述中间气体层的厚度在10μm和5mm之间。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，控制以下参数中的至少一个以控制所述光学元件（2）的温度：

-所述中间气体层（4）中的压力；

-所述中间气体层（4）的厚度；

-所述参考温度下的材料（5）的温度。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，根据所述光学元件（2）的使用率控制以下参数中的至少一个：

-所述中间气体层（4）中的压力；

-所述中间气体层（4）的厚度；

-所述参考温度下的材料（5）的温度。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的热管理方法，其特征在于用于在所述光学元件（2）和所述参考温度下的材料（5）之间通过所述中间气体层（4）实施1mW/cm²和50W/cm²之间的热传递。