[发明专利]量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置及方法

权利要求书

1.量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置，包括PPKTP晶体、帕尔贴和温度传感器，其特征在于：还包括磁悬浮系统、SPWM电流开关驱动器和PWM电流开关驱动器；转子置于晶体上盖支架的安装槽内，PPKTP晶体置于晶体下托支架的安装槽内，PPKTP晶体与转子固定；转子与固定在晶体上盖支架的安装槽内的支撑轴构成转动副；晶体上盖支架与晶体下托支架固定；转子采用磁性材料，由磁悬浮系统定位；所述的帕尔贴置于晶体下托支架和晶体安装底座之间，并由晶体下托支架和晶体安装底座压紧；晶体安装底座与晶体下托支架固定；所述的温度传感器置于晶体上盖支架以及晶体下托支架的侧部槽口内，并由晶体上盖支架和晶体下托支架压紧；温度传感器测量PPKTP晶体的温度，温度传感器的信号输出端接PWM电流开关驱动器的输入端，SPWM电流开关驱动器的输入端接PWM电流开关驱动器的输出端，帕尔贴接SPWM电流开关驱动器的输出端；装置供电电源为PWM电流开关驱动器和SPWM电流开关驱动器供电。

2.根据权利要求1所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置，其特征在于：所述的装置供电电源为交流电源。

3.根据权利要求1所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置，其特征在于：所述的PPKTP晶体为长方体，横截面为正方形。

4.根据权利要求1所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置，其特征在于：所述的温度传感器为圆柱体，测头朝内。

5.根据权利要求1、2、3或4所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置，其特征在于：所述的磁悬浮系统由磁悬浮传感器、磁悬浮控制器和磁悬浮执行器组成；所述的磁悬浮控制器通过磁悬浮底座固定在晶体上盖支架上；磁悬浮传感器和两个磁悬浮执行器均固定在磁悬浮控制器上，且磁悬浮传感器正对与PPKTP晶体固定的转子，两个磁悬浮执行器置于支撑轴两侧；所述的磁悬浮执行器包括电磁铁和功率放大器；磁悬浮传感器的信号输出端与磁悬浮控制器连接，电磁铁通过功率放大器与磁悬浮控制器连接。

6.根据权利要求5所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置对PPKTP晶体的定位与温控方法，其特征在于：该方法具体如下：

对PPKTP晶体的定位过程如下：当PPKTP晶体受到扰动偏离参考位置时，磁悬浮传感器检测出转子偏离参考位置的位移，磁悬浮控制器将检测的位移变换成控制信号，并通过两个功率放大器将控制信号转换成控制电流输给两个电磁铁，控制电流在电磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回参考位置；

对PPKTP晶体的温控过程如下：当PWM电流开关驱动器判别温度传感器检测的PPKTP晶体温度低于额定温度且差值绝对值超过阈值时，PWM电流开关驱动器和SPWM电流开关驱动器通过控制内部开关元件来控制输给帕尔帖的电流方向，使得帕尔帖朝上的面为散热面，朝下的面为制冷面；当PWM电流开关驱动器判别温度传感器检测的PPKTP晶体温度高于额定温度且差值绝对值超过阈值时，PWM电流开关驱动器和SPWM电流开关驱动器通过控制内部开关元件来控制输给帕尔帖的电流方向，使得帕尔帖朝下的面为散热面，朝上的面为制冷面；并且，在PPKTP晶体温度与额定温度的差值绝对值超过阈值状态下，PWM电流开关驱动器通过调制改变信号占空比，增大输出脉冲的幅值，经SPWM电流开关驱动器输出PWM波给帕尔贴，从而增大帕尔贴的输入功率；而PWM波传入SPWM电流开关驱动器后，SPWM电流开关驱动器通过增大载波频率以及载波对PWM波的调制，输出SPWM波给帕尔贴，从而缩短帕尔贴单次加热或散热的时间。

7.根据权利要求6所述量子光制备用PPKTP晶体的定位与温控装置对PPKTP晶体的定位与温控方法，其特征在于：PPKTP晶体的温度信号输入到PWM电流开关驱动器中后，PWM电流开关驱动器通过预设的载波将PPKTP晶体的温度信号进行调制，输出PWM波，形成一系列的触发脉冲，在PWM波与载波的自然交点时刻控制PWM电流开关驱动器内部开关元件的通断。