專利名稱：以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲光器件，尤其是一種用于激光系統(tǒng)、適合光譜成像或光譜分析的寬帶聲光可調(diào)濾光器、聲光偏轉(zhuǎn)器等橫波聲光器件，本聲光器件以氧化碲為聲光介質(zhì)，屬于聲光儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化碲晶體是一種性能優(yōu)良的聲光互作用介質(zhì)(聲光介質(zhì))，利用它可以制作聲光可調(diào)濾光器、聲光偏轉(zhuǎn)器、聲光調(diào)制器、聲光Q開關(guān)等聲光器件。聲光器件主要由表電極、換能器、鍵合層、聲光互作用介質(zhì)、匹配網(wǎng)絡(luò)、高頻插座等組成。高頻插座通過引線與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，表電極設(shè)于換能器表面，聲光介質(zhì)與換能器之間通過鍵合層連接。射頻信號(hào)經(jīng)高頻插座、匹配網(wǎng)絡(luò)、金絲(或硅鋁絲)傳輸?shù)綋Q能器表電極上，換能器把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波傳輸?shù)铰暪饣プ饔媒橘|(zhì)內(nèi)，在介質(zhì)內(nèi)形成折射率光柵，入射光與折射率光柵發(fā)生聲光互作用，產(chǎn)生衍射光。目前以氧化碲為聲光介質(zhì)制作聲光可調(diào)濾光器、聲光偏轉(zhuǎn)器等橫波聲光器件時(shí)， 都是使用X切鈮酸鋰(其厚度方向?yàn)閄軸)做換能器，它將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為橫波傳輸?shù)铰暪饣プ饔媒橘|(zhì)氧化碲內(nèi)。X切鈮酸鋰換能器的機(jī)電耦合系數(shù)較高，為0. 68，但是它和氧化碲晶體的膨脹系數(shù)差異較大，當(dāng)工作溫度范圍較寬時(shí)，由于熱脹冷縮的緣故，X切鈮酸鋰換能器將產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)把氧化碲晶體拉裂，導(dǎo)致器件損壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種即使在較寬溫度范圍內(nèi)使用也不會(huì)損壞器件的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)手段是這樣的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，包括表電極、換能器、鍵合層和聲光介質(zhì)，換能器通過鍵合層粘接于聲光介質(zhì)表面，表電極鍍于換能器表面；所述聲光介質(zhì)為氧化碲晶體，換能器為鈮酸鋰，鈮酸鋰厚度方向與Y軸的夾角θ為163士5°。進(jìn)一步地，鈮酸鋰厚度方向與Y軸的夾角θ為163°。所述鈮酸鋰換能器被切割成多段再通過鍵合層粘接于聲光介質(zhì)上。這樣隨著鈮酸鋰換能器長度的減小，進(jìn)一步降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的積極效果是
1、在相同工藝條件下，分別使用X切鈮酸鋰和163士5° Y切鈮酸鋰在氧化碲晶體上制作橫波聲光器件，在相同溫度范圍下，163士5° Y切鈮酸鋰產(chǎn)生的裂紋約為X切鈮酸鋰的五分之一，大幅提高了氧化碲橫波聲光器件的可靠性。2、當(dāng)選用的鍵合層材料為含銦的合金，且銦的含量不低于20%時(shí)，合金材料較軟，使用163° Y切鈮酸鋰制作的氧化碲聲光器件即使在工作溫度范圍很寬時(shí)，比如溫度范圍為-65°C +85°C，163° Y切鈮酸鋰也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。3、將鈮酸鋰換能器切割成多段時(shí)，這樣隨著鈮酸鋰換能器長度的減小，進(jìn)一步降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明鈮酸鋰換能器切向示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明高可靠聲光器件，包括由氧化碲晶體制作的橫波聲光介質(zhì)7， 在聲光介質(zhì)7上設(shè)有用于粘接換能器1、3、5的鍵合層6，換能器通過鍵合層6設(shè)在聲光介質(zhì)7上。本實(shí)施例換能器1、3、5被切割成三段粘接與聲光介質(zhì)7上，在其中換能器3上鍍有表電極2，換能器5上鍍有表電極4。本發(fā)明三段換能器都是用同種鈮酸鋰8制作的，其厚度方向與Y軸的夾角θ為163士5°，如圖2所示，優(yōu)選163°。粘貼在氧化碲聲光介質(zhì)7上的換能器被分成了多段，這樣隨著鈮酸鋰換能器長度的減小，溫度變化引起的膨脹量也會(huì)減小，進(jìn)一步降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。每段換能器的厚度相同，也可以不相同。當(dāng)鍵合層6選用含銦的合金材料(銦的含量不少于20%)時(shí)，由于其硬度較低，使用163° Y切鈮酸鋰制作的氧化碲聲光器件即使在工作溫度范圍很寬時(shí)，比如溫度范圍為-65°C +85°C，163° Y切鈮酸鋰也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。實(shí)施例選用163° Y切鈮酸鋰(其厚度方向與Y軸的夾角為163° )作換能器，雖然它的機(jī)電耦合系數(shù)比X切鈮酸鋰略低，為0. 62，但是它的膨脹系數(shù)和氧化碲晶體差異較小， 在同等條件下，163° Y切鈮酸鋰產(chǎn)生的裂紋約為X切鈮酸鋰的五分之一，這就大幅提高了氧化碲聲光器件的可靠性。傳統(tǒng)的以氧化碲為聲光介質(zhì)制作聲光可調(diào)濾光器、聲光偏轉(zhuǎn)器等橫波聲光器件時(shí)，都是使用X切鈮酸鋰(其厚度方向?yàn)閄軸)做換能器，這是因?yàn)閄切鈮酸鋰的機(jī)電耦合系數(shù)較高(達(dá)到了 0. 68)。在同等制作和測試條件下，驅(qū)動(dòng)使用X切鈮酸鋰的氧化碲聲光器件的電功率更低。因此，人們都選用X切鈮酸鋰做橫波聲光器件的換能器，而沒有進(jìn)行其它方向的考慮。這是因?yàn)槿斯ぞw具有各向異性的特點(diǎn)，不同方向性能差異很大，在現(xiàn)有技術(shù)中，作為定向思維，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)認(rèn)可了只能使用X切鈮酸鋰做換能器，認(rèn)為這是最適合的。鍍有表電極的兩換能器3、5可以分別獨(dú)立工作，也可以同時(shí)工作。工作方式1 射頻信號(hào)傳輸?shù)奖黼姌O2上，換能器3吸收射頻信號(hào)，并把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)7內(nèi)，在聲光介質(zhì)7內(nèi)形成折射率光柵，穿過聲光介質(zhì)7的光波與折射率光柵發(fā)生聲光互作用，產(chǎn)生衍射光。工作方式2 射頻信號(hào)傳輸?shù)奖黼姌O4上，換能器5吸收射頻信號(hào)，并把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)7內(nèi)，在聲光介質(zhì)7內(nèi)形成折射率光柵，穿過聲光介質(zhì)7的光波與折射率光柵發(fā)生聲光互作用，產(chǎn)生衍射光。工作方式3 射頻信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)奖黼姌O2和表電極4上，換能器3和換能器5同時(shí)吸收射頻信號(hào)，并把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)7內(nèi)，在聲光介質(zhì)7內(nèi)形成折射率光柵，穿過聲光介質(zhì)的光波與折射率光柵發(fā)生聲光互作用，產(chǎn)生衍射光。本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，包括表電極、換能器、鍵合層和聲光介質(zhì)，換能器通過鍵合層粘接于聲光介質(zhì)表面，表電極鍍于換能器表面；所述聲光介質(zhì)為氧化碲晶體，換能器為鈮酸鋰，其特征在于鈮酸鋰厚度方向與Y軸的夾角θ為163士5°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，其特征在于鈮酸鋰厚度方向與Y軸的夾角θ為163°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，其特征在于所述鈮酸鋰換能器被切割成多段再通過鍵合層粘接于聲光介質(zhì)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，其特征在于所述鍵合層材料為含銦的合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，其特征在于所述含銦的合金中銦的含量不低于20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以氧化碲為聲光介質(zhì)的橫波聲光器件，包括表電極、換能器、鍵合層和聲光介質(zhì)，換能器通過鍵合層粘接于聲光介質(zhì)表面，表電極鍍于換能器表面；所述聲光介質(zhì)為氧化碲晶體，換能器為鈮酸鋰，鈮酸鋰厚度方向與Y軸的夾角θ為163±5°。本發(fā)明在相同工藝條件下，分別使用X切鈮酸鋰和163±5°Y切鈮酸鋰在氧化碲晶體上制作橫波聲光器件，在相同溫度范圍下，163±5°Y切鈮酸鋰產(chǎn)生的裂紋約為X切鈮酸鋰的五分之一，大幅提高了氧化碲橫波聲光器件的可靠性。
文檔編號(hào)G02F1/11GK102269883SQ20111027794
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者劉玲, 劉龍, 吳燕, 周勇, 張傳志, 張澤紅, 李忠繼, 杜明熙, 羅傳英 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所