專(zhuān)利名稱(chēng)：一種寬帶聲光可調(diào)濾光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于聲光儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶聲光可調(diào)濾光器。
背景技術(shù)：
聲光可調(diào)濾光器是基于聲光作用的新型濾光器件，是90年代以來(lái)光譜儀器最突出的進(jìn)展。當(dāng)射頻電信號(hào)加載到粘在聲光晶體表面的換能器上時(shí)，晶體中會(huì)產(chǎn)生超聲波。隨著超聲波在晶體中的傳播，它會(huì)在晶體中產(chǎn)生一些壓縮和疏密的區(qū)域，這樣由于光弾效應(yīng)，晶體的折射率會(huì)發(fā)生一個(gè)周期性變化，當(dāng)有光通過(guò)這些區(qū)域時(shí)便會(huì)發(fā)生聲光作用，產(chǎn)生聲光衍射，改變激勵(lì)超聲波的射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率則衍射光的波長(zhǎng)發(fā)生相應(yīng)改變。如圖I所示，傳統(tǒng)的濾光器使用單個(gè)換能器，其衍射光譜能夠覆蓋的范圍一般在一個(gè)倍頻程，即可調(diào)諧的帶寬范圍的上限在下限的一倍；為了增加帶寬，在濾光器中采用兩個(gè)換能器，但是雙換能器被并列安裝在聲光介質(zhì)的同一個(gè)側(cè)面，這樣增加了濾光器的長(zhǎng)度和體積，不利于器件的小型化；現(xiàn)有的寬帶聲光可調(diào)濾光器中的聲光介質(zhì)一般具有四個(gè)側(cè)面，分別為光入射面、光出射面、換能器面和聲吸收面，這樣的結(jié)構(gòu)使聲光介質(zhì)出現(xiàn)了銳角部分，如遇到?jīng)_擊銳角很容易損壞、斷裂，增加了器件的受損風(fēng)險(xiǎn)，縮短了使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種寬帶聲光可調(diào)濾光器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。—種寬帶聲光可調(diào)濾光器,包括外殼、底座,外殼上設(shè)置有通光孔徑和射頻接頭，底座上安裝有聲光介質(zhì)，聲光介質(zhì)有六個(gè)側(cè)面，其包括兩個(gè)相對(duì)的換能器面、兩個(gè)聲吸收面、出射面與入射面，其中的兩個(gè)相對(duì)換能器面分別安裝有換能器，兩個(gè)換能器分別與各自的匹配網(wǎng)絡(luò)連接，兩個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)均與射頻接頭相連。進(jìn)一步地，所述的聲光介質(zhì)通過(guò)固定柱固定在底座上。所述的匹配網(wǎng)絡(luò)一個(gè)固定在聲光介質(zhì)的頂面，另一個(gè)設(shè)置在固定柱的側(cè)面。所述的匹配網(wǎng)絡(luò)為三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)或三級(jí)以上匹配網(wǎng)絡(luò)。所述的三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)主要由電感LI、電容C2、電感L3串聯(lián)組成，電感LI通過(guò)高頻信號(hào)線(xiàn)與射頻接頭連接，電感L3通過(guò)薄銅片與換能器連接；高頻信號(hào)線(xiàn)與電感LI間有對(duì)地電容Cl，電感LI與電容C2間有對(duì)地電感L2，電容C2與電感L3間有對(duì)地電容C3，電感L3與換能器間有對(duì)地電容C4。所述的聲光介質(zhì)為二氧化碲。本實(shí)用新型的工作原理為，外部射頻信號(hào)通過(guò)射頻接頭經(jīng)高頻信號(hào)線(xiàn)傳輸?shù)狡ヅ渚W(wǎng)絡(luò)上，使置于聲光介質(zhì)換能器面的換能器開(kāi)始工作，在晶體內(nèi)部形成超聲波區(qū)域，當(dāng)晶體中有光通過(guò)時(shí)，特定波長(zhǎng)的光便會(huì)發(fā)生聲光衍射，起到濾光作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本實(shí)用新型采用六側(cè)面聲光介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四側(cè)面切型并增加了固定柱，消除
3了晶體銳角部分，提高了濾光器的抗沖擊性，減小了受損風(fēng)險(xiǎn)，提高了濾光器的使用壽命，實(shí)用性強(qiáng)。2、本實(shí)用新型在聲光介質(zhì)的兩個(gè)相對(duì)面上安裝兩個(gè)換能器，減短了超聲波行程，使濾光器效率更高，響應(yīng)和切換速度更快，同時(shí)減小了濾光器的體積和長(zhǎng)度，有利于器件小型化。3、本實(shí)用新型的兩個(gè)換能器均獨(dú)立配置匹配網(wǎng)絡(luò)，使換能器性能更加優(yōu)化，從而增強(qiáng)了濾光器的衍射效率。

圖I為一般的聲光晶體切割方案不意圖。圖2為本實(shí)用新型的聲光晶體切割方案不意圖。圖3為本實(shí)用新型中換能器阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型濾光器的一個(gè)實(shí)施例的聲光晶體側(cè)視圖。圖5為本實(shí)用新型濾光器的一個(gè)實(shí)施例的底座部分側(cè)視圖。圖6為本實(shí)用新型濾光器的一個(gè)實(shí)施例的底座部分頂視圖。圖7為本實(shí)用新型濾光器的一個(gè)實(shí)施例的整體側(cè)視圖。圖8為本實(shí)用新型中換能器阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)五級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-1-光入射面，1-2-光出射面，1-3-聲吸收面，1-4-換能器面，1-5-超聲波能流區(qū)，I-聲光介質(zhì)，2-1-換能器一，2_2_換能器二，3-底座，4-1-固定柱一,4-2-固定柱二，4-3-固定柱三，4-4-固定柱四，5-1-導(dǎo)熱矽膠墊一，5-2-導(dǎo)熱矽膠墊二，5_3_導(dǎo)熱矽膠墊三，6-1-三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)固定孔，6-2-五級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)固定孔，7-壓板，8-外殼，9射頻接頭，10-通光孔徑。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如附圖所示，本實(shí)用新型包括外殼8、底座3，外殼8上設(shè)置有通光孔徑10和射頻接頭9，底座3上安裝有聲光介質(zhì)I，聲光介質(zhì)I有六個(gè)側(cè)面，根據(jù)設(shè)計(jì)光入射方向?qū)⒕w切為六側(cè)面形狀，光入射面和出射面相對(duì)但不平行，其夾角構(gòu)成出射光楔，有兩個(gè)換能器面且相對(duì)；有兩個(gè)聲吸收面，兩個(gè)相對(duì)的換能器面分別安裝有換能器，一個(gè)換能器與三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)連接，另一個(gè)換能器與五級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)連接，三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)和五級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)均與射頻接頭9相連；聲光介質(zhì)I固定在底座3上的四個(gè)固定柱中間，固定柱分別與晶體的兩個(gè)換能器面和兩個(gè)聲吸收面緊密貼合，固定柱與聲光介質(zhì)之間設(shè)置有導(dǎo)熱矽膠墊，導(dǎo)熱矽膠墊固定在晶體的換能器面，換能器位于其與聲光介質(zhì)之間，導(dǎo)熱砂膠墊一 5-1和固定柱一 4-1間有壓板
7,壓板7壓合在固定柱一 4-1上,從側(cè)面固定聲光介質(zhì)I。換能器一 2-1的匹配網(wǎng)絡(luò)為三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)，其通過(guò)三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)固定孔6-1水平固定于聲光介質(zhì)頂面并與頂面平行，之間墊有導(dǎo)熱矽膠墊，同時(shí)從上面固定聲光介質(zhì)1，如圖3所示，該匹配網(wǎng)絡(luò)主要由電感LI、電容C2、電感L3串聯(lián)組成，電感LI通過(guò)高頻信號(hào)線(xiàn)與濾光器射頻接頭連接，電感L3通過(guò)薄銅片與換能器連接；高頻信號(hào)線(xiàn)與電感LI間有對(duì)地電容Cl，電感LI與電容C2間有對(duì)地電感L2，電容C2與電感L3間有對(duì)地電容C3，電感L3與換能器頂電極間有對(duì)地電容C4 ;電容Cl和電感LI構(gòu)成第一級(jí)L型匹配網(wǎng)絡(luò)；電感L2和電容C2構(gòu)成第二級(jí)L型匹配網(wǎng)絡(luò)；電容C3、電感L3和電容C4構(gòu)成第三級(jí)π型匹配網(wǎng)絡(luò)。換能器二 2-2的匹配網(wǎng)絡(luò)為五級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)，其通過(guò)五級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)固定孔6-2垂直固定于固定柱三4-3 —側(cè)，與換能器面平行，如圖8所示，該匹配網(wǎng)絡(luò)的前三級(jí)與換能器一2-1的匹配網(wǎng)絡(luò)相同，在第三級(jí)后增加了第四級(jí)L型匹配網(wǎng)絡(luò)和第五級(jí)π型匹配網(wǎng)絡(luò)，電感L4和電容C5構(gòu)成第四級(jí)L型匹配網(wǎng)絡(luò)；電容C6、電感L5和電容C7構(gòu)成第五級(jí)π型匹配網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型的工作原理為，外部射頻信號(hào)通過(guò)射頻接頭經(jīng)高頻信號(hào)線(xiàn)傳輸?shù)狡ヅ渚W(wǎng)絡(luò)的電路板上，使置于聲光介質(zhì)I換能器面的換能器工開(kāi)始工作，在聲光介質(zhì)內(nèi)部形成超聲波區(qū)域，當(dāng)聲光介質(zhì)中有光通過(guò)時(shí)，特定波長(zhǎng)的光便會(huì)發(fā)生聲光衍射，起到濾光作用。[0031 ] 本實(shí)施例中，兩個(gè)換能器分別設(shè)置工作在不同的頻率波段48-75ΜΗζ和70-130ΜΗΖ，在交接點(diǎn)處切換工作換能器，使其保持著高的濾光性能，同時(shí)使濾光器工作帶寬大于一個(gè)倍頻程；聲光介質(zhì)為六側(cè)面切型，該濾光器聲光介質(zhì)尺寸不大于36mmX 22mmX 13. 5mm,整體尺寸不大于47mmX 45mmX 37mm,十分利于濾光器的微型化。以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型使用，而非對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式的限定。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型方案的情況下，均可做出不同形式的變動(dòng)和變型。這里無(wú)法對(duì)所有實(shí)施例予以窮舉，因此所有屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見(jiàn)的變動(dòng)和變型都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，包括外殼、底座，外殼上設(shè)置有通光孔徑和射頻接頭，底座上安裝有聲光介質(zhì)，其特征在于聲光介質(zhì)有六個(gè)側(cè)面，其包括兩個(gè)相對(duì)的換能器面、兩個(gè)聲吸收面、出射面與入射面，其中的兩個(gè)相對(duì)換能器面分別安裝有換能器，兩個(gè)換能器分別與各自的匹配網(wǎng)絡(luò)連接，兩個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)均與射頻接頭相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述的聲光介質(zhì)通過(guò)固定柱固定在底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述的匹配網(wǎng)絡(luò)一個(gè)固定在聲光介質(zhì)的頂面，另一個(gè)設(shè)置在固定柱的側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述的匹配網(wǎng)絡(luò)為三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)或三級(jí)以上匹配網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述的三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)主要由電感LI、電容C2、電感L3串聯(lián)組成，電感LI通過(guò)高頻信號(hào)線(xiàn)與射頻接頭連接，電感L3通過(guò)薄銅片與換能器連接；高頻信號(hào)線(xiàn)與電感LI間有對(duì)地電容Cl，電感LI與電容C2間有對(duì)地電感L2，電容C2與電感L3間有對(duì)地電容C3，電感L3與換能器間有對(duì)地電容C4。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述的聲光介質(zhì)為二氧化碲。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，包括外殼、底座，外殼上設(shè)置有通光孔徑和射頻接頭，底座上安裝有聲光介質(zhì)，其特征在于聲光介質(zhì)有六個(gè)側(cè)面，其包括兩個(gè)相對(duì)的換能器面、兩個(gè)聲吸收面、出射面與入射面，其中的兩個(gè)相對(duì)換能器面分別安裝有換能器，兩個(gè)換能器分別與各自的匹配網(wǎng)絡(luò)連接，兩個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)均與射頻接頭相連。本實(shí)用新型在聲光介質(zhì)的兩個(gè)相對(duì)面上安裝兩個(gè)換能器，減小了體積和長(zhǎng)度，同時(shí)采用六側(cè)面聲光介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四側(cè)面并增加了固定柱，消除了晶體銳角部分，提高了濾光器的抗沖擊性，減小了受損風(fēng)險(xiǎn)，且各換能器獨(dú)立配置匹配網(wǎng)絡(luò)，使換能器性能更加優(yōu)化，從而增強(qiáng)了濾光器的衍射效率。
文檔編號(hào)G02F1/11GK202771120SQ20122029308
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者陳奮飛, 曾立波, 吳瓊水 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)