[发明专利]一种激光陀螺电极铟封增强装置和增强方法

说明书

本发明提出一种激光陀螺电极铟封增强装置，所述装置呈倒置圆筒状，圆筒内径与电极底部外径一致，圆筒厚度能够配合封接面，圆筒封接面为弧形。本发明还提出一种激光陀螺电极铟封增强方法，包括：1)在电极与谐振腔封接面周围增加铟圈封接材料；2)使用增强装置向下施压，加热软化所述铟圈；3)当增强装置到达封接处的最低端面时，保持封接压力和温度设定的时间；4)热压冷却后，对电极进行高压老化。本发明使得电极密封性能增强，有效保障了谐振腔的气密性，增大了激光陀螺阴极和谐振腔铟封接接触面，降低了封接漏气概率，提高了激光陀螺的寿命和可靠性。

技术领域

本发明涉及激光陀螺电极技术领域，更具体地，涉及一种激光陀螺电极铟封增强装置和增强方法。

背景技术

在激光陀螺制造中，考虑了阴极的自身寿命——发射电子能力与抗溅射能力，通常采用发射电子能力较强的高纯铝作为阴极材料，使用无氧铜或者钛作为阳极，激光陀螺腔体一般采用接近零膨胀的微晶玻璃。为了实现膨胀系数匹配性差的两种材料间的高真空密封，采用延展性良好的金属铟作为密封过渡材料。

铟封接作为一种非匹配封接工艺，具有封接面平整、结合强度大、真空性能优等特点。但是微晶谐振腔真空气密性要求较高，需降低封接泄漏的影响，引起泄漏的原因为封接残余应力，主要来自于：(1)电极材料与微晶腔体热膨胀系数匹配不一致，激光陀螺反复高低温环境中密封性能减弱甚至失效；(2)电极和谐振腔的封接接触面有限，一旦一处出现泄漏，将危及整个谐振腔。

目前大多数激光陀螺电极封接时，采用铟圈加热机械加压法，如图1所示，以阴极为例，在谐振腔和阴极底部压一层铟圈密封。其有效封接面积为电极与谐振腔接触面之间，面积有限。反复高低温测试后，由于膨胀系数匹配的问题，封接处容易出现泄漏，从而导致陀螺失效。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种激光陀螺电极铟封增强装置，所述装置呈倒置圆筒状，圆筒内径与电极底部外径一致，圆筒厚度能够配合封接面，圆筒封接面为弧形。

可选地，所述圆筒封接面为1/4圆弧状。

可选地，圆筒内径与电极的底部外径一致。

可选地，内部设置有加热头和温度传感器。

本发明还提出一种激光陀螺电极铟封增强方法，包括：1)在电极与谐振腔封接面周围增加铟圈封接材料；2)使用增强装置向下施压，加热软化所述铟圈；3)当增强装置到达封接处的最低端面时，保持封接压力和温度设定的时间；4)热压冷却后，对电极进行高压老化。

优选地，在步骤4)中，通过在电极和陀螺腔体之间加载高压交流电进行高压老化。

优选地，所述增强装置呈倒置圆筒状，圆筒内径与电极底部外径一致，圆筒厚度能够配合封接面，圆筒封接面为弧形。

优选地，所述增强装置内部设置有加热头和温度传感器。

优选地，在步骤2)中，封接压力随着所述增强装置的下降而增加。

优选地，在步骤4)中施加的交流电为1000V，1KHz，持续时间2-4小时。

本发明的优点是：使得电极密封性能增强，有效保障了谐振腔的气密性；增大激光陀螺阴极和谐振腔铟封接接触面，降低封接漏气概率，提高了激光陀螺的寿命和可靠性；装置结构简单，易加工装配，成本低。

附图说明

为了更容易理解本发明，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本发明。这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，不应认为对本发明保护范围的限制。

图1为传统阴极封接剖面示意图。

图2为本发明的激光陀螺阴极密封性增强的铟封装置的剖面示意图。