宽带声光器件制造技术

宽带声光器件，包括高频插座、匹配网络和声光晶体，高频插座输出端与匹配网络的输入端连接，匹配网络的输出端与声光晶体的表电极连接，声光晶体的数量至少为两个，该声光晶体的换能器厚度互不相同；各声光晶体的换能器厚度由高到低依次相差20%以上，且换能器厚度数值接近的两个声光晶体的声光介质之间的夹角都为0.02°～5°；相邻声光晶体的键合层使用金属导丝连接。每个声光晶体负责一定的且互不相同的工作带宽，声光器件的工作带宽为每个声光晶体工作带宽的总和，突破了单个声光器件对工作带宽的限制，大幅提高了声光器件的工作带宽，而且具有还制作方便，成本低的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声光器件，尤其是一种宽带声光器件。
技术介绍
声光器件是一种利用入射光与换能器的超声波在声光介质中发生声光互作用，得到衍射光。衍射光的能量是从入射光转移过来的。入射光与超声波发生声光互作用时有一定的条件，只有当入射光与超声波的方向满足布拉格衍射所需的角度时，才有大量的入射光能量转移到衍射光上去(这种衍射被命名为布拉格衍射)，否则，入射光只有极少或没有能量转移到衍射光上去。由于换能器产生的超声波有一定的发散角，这样在一定带宽范围内，入射光都能与换能器产生的超声波发生布拉格衍射，超出这个带宽(这个带宽被命名为布拉格带宽)，入射光就不能与换能器产生的超声波发生布拉格衍射，即使发生声光互作用，得到衍射光也很弱，只有极少的能量能从入射光转移衍射光上去。根据声光互作用理论，每个声光晶体只能在一定的带宽范围内与入射光发生声光互作用，单个声光器件的工作带宽有限。在实际应用中，减小声光互作用长度能增加布拉格带宽，但这会降低衍射光的强度，即降低衍射效率。为了得到宽带的衍射光，解决单只换能器的工作带宽不够大的问题，现在有两种方式，一种是平面结构式超声跟踪，另一种是阶梯结构式超声跟踪。平面超声跟踪的带宽有限，而且通带内的均匀性随着换能器片数的增加而降低。阶梯结构式超声跟踪由于制作难度太大，成本高，实用价值低。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种安装有多个声光晶体，工作带宽大，衍射效率高，制作方便，成本低的宽带声光器件。为了实现上述目的，本专利技术的目的是这样实现的一种宽带声光器件，包括高频插座、匹配网络和声光晶体，所述高频插座输出端与所述匹配网络的输入端连接，该匹配网络的输出端与声光晶体的表电极连接，其特征在于，所述声光晶体的数量至少为两个，该声光晶体的换能器厚度互不相同；所述的各声光晶体的换能器厚度由高到低依次相差20%以上，且换能器厚度数值接近的两个声光晶体的声光介质之间的夹角都为O. 02° 5° ;相邻声光晶体的键合层使用金属导丝连接。所述高频插座、匹配网络和声光晶体都安装在外壳中，其中高频插座的外部接口伸出所述外壳。所述外壳由金属材料制成。所述声光晶体的声光介质的材料为氧化碲晶体、磷化镓晶体、钥酸铅晶体、铌酸锂晶体、石英晶、融石英或重火石玻璃。所述声光晶体的换能器的材料为铌酸锂晶体或氧化锌薄膜。本专利技术的具有如下优点I、本专利技术的宽带声光器件多个声光晶体同时工作，每个声光晶体负责一定的且互不相同的工作带宽，这时声光器件的工作带宽为每个声光晶体工作带宽的总和，突破了单个声光器件对工作带宽的限制，大幅提高了声光器件的工作带宽，而且具有还制作方便，成本低的优点。2、由于声光晶体仅负责一定的工作带宽，因此通过增加每个声光晶体的声光互作用长度(即减小布拉格带宽)来提高衍射效率，在带宽范围内的声光衍射效率高。3、整个工作元器件都由金属外壳封装，整体性好，安装和使用方便，且金属材料的外壳具有电磁屏蔽的作用，防止金属外壳封装的工作元器件受到干扰。附图说明图I为本专利技术实施例的结构示意图。具体实施方式·下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图I所示，宽带声光器件，包括安装在金属材料制成的外壳I内的高频插座7、匹配网络6和两个声光晶体，所述高频插座7的外部接口伸出所述外壳1，该高频插座7输出端与所述匹配网络6的输入端连接，该匹配网络6的输出端都与两个声光晶体的表电极连接。所述两个声光晶体的换能器厚度相差20%以上，该两个声光晶体的声光介质之间的夹角为O. 02° 5°，该两个声光晶体的键合层使用金属导丝8连接。所述声光晶体的声光介质2的材料可以选用氧化碲晶体、磷化镓晶体、钥酸铅晶体、铌酸锂晶体、石英晶、融石英或重火石玻璃。所述声光晶体的换能器4的材料可以选用铌酸锂晶体或氧化锌薄膜。本实施例中声光介质2的材料为氧化碲晶体，键合层3的材料为金属(如铟)，换能器的材料为铌酸锂。其中第一声光晶体9的换能器的厚度为I. 6微米，第二声光晶体10的换能器的厚度为2. I微米，该两换能器的厚度不同，其差异为31. 3%。第一声光晶体9的换能器与入射光之间的布拉格角度为119 ',第二声光晶体10的换能器与入射光之间的布拉格角度为92 ',第一声光晶体9和二声光晶体10的声光介质相互之间的夹角为Θ，0=119 ; -92 ; =27 ;。射频信号经高频插座7、匹配网络6传输到第一声光晶体9和第二声光晶体10的表电极5上,第一声光晶体9和第二声光晶体10的换能器都吸收射频信号,并把射频信号转化为超声波分别传输到对应的声光介质(2)内，并在声光介质2形成折射率光栅,穿过声光介质的入射光与折射率光栅发生声光互作用，产生衍射光。当射频信号频率在1500MHz 2120MHz范围内时，第一声光晶体9的换能器4起主要作用，入射光主要与第一声光晶体9的换能器4产生的折射率光栅发生声光互作用，产生衍射光。这是因为1500MHz 2120MHz与第一声光晶体9的换能器4的谐振点更接近，使得第一声光晶体9的换能器4吸收射频信号的能量较多。当射频信号频率在2120MHz 3000MHz范围内时，第二声光晶体10的换能器4起主要作用，入射光主要与第二声光晶体10的换能器4产生的折射率光栅发生声光互作用，产生衍射光。这是因为2120MHz 3000MHz与第二声光晶体10的换能器4的谐振点更接近，第二声光晶体10的换能器4吸收射频信号的能量较多。整个声光器件的工作频率范围为1500MHz 3000MHz，如果用一个换能器来实现，其相对带宽为O. 67,难度较大。本专利技术米取组合式声光器件来设计，第一声光晶体9的换能器工作频率范围为1500MHz 2120MHz，相对带宽O. 34 ;第二声光晶体10的换能器工作频率范围为2120MHz 3000MHz，相对带宽O. 34。显然，这种组合式声光器件，在保证整个声光器件的工作带宽的前提下，大幅降低了每个换能器工作的相对带宽，而且具有制作方便，成本低的优点。本专利技术的上述实施例仅仅是为说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本专利技术的技术方案 所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之列。权利要求1.一种宽带声光器件，包括高频插座(7)、匹配网络(6)和声光晶体，所述高频插座(7)输出端与所述匹配网络(6)的输入端连接，该匹配网络(6)的输出端与声光晶体的表电极连接，其特征在于，所述声光晶体的数量至少为两个，该声光晶体的换能器厚度互不相同；所述的各声光晶体的换能器厚度由高到低依次相差20%以上，且换能器厚度数值接近的两个声光晶体的声光介质之间的夹角都为O. 02° 5° ;相邻声光晶体的键合层使用金属导丝(8)连接。2.根据权利要求I所述的宽带声光器件，其特征在于，还包括外壳(1)，所述高频插座(7 )、匹配网络(6 )和声光晶体都安装在所述外壳(I)中，其中高频插座(7 )的外部接口伸出所述外壳(I)。3.根据权利要求2所述的宽带声光器件，其特征在于，所述外壳(I)由金属材料制成。4.根据权利要求2所述的宽带声光器件,其特征在于,所述声光晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带声光器件，包括高频插座（7）、匹配网络（6）和声光晶体，所述高频插座（7）输出端与所述匹配网络（6）的输入端连接，该匹配网络（6）的输出端与声光晶体的表电极连接，其特征在于，所述声光晶体的数量至少为两个，该声光晶体的换能器厚度互不相同；所述的各声光晶体的换能器厚度由高到低依次相差20%以上，且换能器厚度数值接近的两个声光晶体的声光介质之间的夹角都为0.02°～5°；相邻声光晶体的键合层使用金属导丝（8）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽红，吴冉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：实用新型
国别省市：