[發明專利]一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構及制作方法

在審

• 申請號: 201910976611.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110703467A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 仝杰;雷煜卿;李英峰;張來豫;李許安;李美成
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;華北電力大學
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 11129 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張濤

本發明涉及一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構及制作方法，利用碳納米管優異的軸向導熱性能，改善電光調制器散熱，同時利用石墨烯優異的透光率和電導率，使用多層石墨烯薄膜通過導電膠傳導電荷抑制電光調制器晶體的熱釋電效應，極大地改善了電光調制器熱效應引起的溫度漂移，極大地減少了設備裝置使用維護成本和頻率，提高器件長期工作穩定性。

技術領域

本發明涉及電場傳感器技術領域，尤其涉及一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構及制作方法。

背景技術

自二十世紀六七十年代集成光學誕生以來，光學傳感與測量技術快速發展，基于晶體電光效應制成的光波導電場傳感器以其優異的抗電磁干擾能力、絕緣性、非侵入性等諸多優點為電場測量領域開辟了新的道路。

目前對電光調制器的研制，較常見的方法是以鈮酸鋰晶體作為基底，通過質子交換技術或鈦擴散技術在鈮酸鋰晶體表面形成條形光波導，入射光經外加電場的調制產生相位延遲，通過干涉將相位變化轉換為光強度變化進而實現對電場的監測。

在實際應用中，外界溫度的變化及電光調制器晶體器件本身的熱電效應都會造成電光調制器的溫度漂移，簡稱溫漂，這會造成調制器的輸出光功率、相位特性等產生不確定的改變，使得調制器的工作性能大打折扣，制約了電光調制器的實際應用。如何減小鈮酸鋰晶體內部的熱效應引起的溫漂，使電光調制器能夠穩定高效率的工作，成為亟待解決的問題。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提出一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構及制作方法，利用碳納米管優異的軸向導熱性能改善電光調制器散熱，同時利用石墨烯優異的透光率和電導率，使用多層石墨烯薄膜通過導電膠傳導電荷抑制電光調制器晶體的熱釋電效應，極大地改善了電光調制器熱效應引起的溫度漂移，提高了電光調制器工作穩定性。

為實現以上目的，本發明所采用的技術方案包括：

一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構，包括Y切Z傳光的鈮酸鋰晶體、熱沉，其特征在于，所述熱沉朝向鈮酸鋰晶體方向表面生長有若干碳納米管形成整體為矩形體的碳納米管陣列，圍繞所述碳納米管陣列形成的矩形體四周側面涂覆有環繞連貫的導熱導電密封銀膠；所述鈮酸鋰晶體底面與碳納米管陣列上表面直接接觸，并通過碳納米管陣列四周涂覆的導熱導電密封銀膠粘合固定；所述鈮酸鋰晶體的兩個Z端面分別固定設置有透明多層的石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜與鈮酸鋰晶體之間通過透明導電膠粘合固定；所述兩個Z端面的石墨烯薄膜與碳納米管陣列四周涂覆的導熱導電密封銀膠通過透明導電膠電氣連接，兩個Z端面的石墨烯薄膜之間通過環繞連貫的導熱導電密封銀膠形成電氣連接。

進一步地，所述石墨烯薄膜為厚度5納米至10納米的多層石墨烯薄膜。

進一步地，所述碳納米管陣列的管徑為6納米至15納米，堆積密度10¹¹至10¹²cm^-2，質量密度0.02至0.04克每立方厘米。

進一步地，所述碳納米管陣列中的碳納米管高度為0.3毫米。

進一步地，所述熱沉為厚度20微米至25微米的硅基薄片材料。

一種用于電光調制器溫度漂移抑制的晶體散熱結構制作方法，包括以下步驟：

S1、在硅基熱沉上生長碳納米管陣列；

S2、將生長有碳納米管陣列的硅基熱沉切割為適合尺寸；

S3、并在碳納米管陣列四周均勻涂覆導熱導電密封銀膠；

S4、將碳納米管陣列對準鈮酸鋰晶體底面壓緊，使碳納米管陣列與鈮酸鋰晶體底面緊密接觸，并冷卻固化導熱導電密封銀膠使生長有碳納米管陣列的硅基熱沉與鈮酸鋰晶體固定粘合連接；