專利名稱：寬帶聲光可調(diào)濾光器的制作方法
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，屬于聲光儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光譜成像或光譜分析用的聲光可調(diào)濾光器，主要由聲光介質(zhì)、換能器、表電極、印制板、匹配網(wǎng)絡(luò)和高頻插座構(gòu)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，匹配網(wǎng)絡(luò)通過印制板與換能器上的表電極連接，聲光介質(zhì)與換能器之間通過鍵合層連接。射頻信號經(jīng)高頻插座、匹配網(wǎng)絡(luò)、過渡電路板、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。衍射光的光譜特性與射頻信號的頻譜有對應(yīng)關(guān)系。輸入不同頻率的射頻信號，換能器就產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波，得到相應(yīng)波長的衍射光。為了得到寬帶的衍射光，解決單只換能器的工作帶寬不夠大的問題，常用的方法是在聲光介質(zhì)相對的兩個面上制作兩個換能器。由于制作第二個換能器時，極容易傷害第一個換能器，因此產(chǎn)品成品率很低。為了提高換能器的工作帶寬，常用的匹配網(wǎng)絡(luò)是由多個手工繞制的電感串聯(lián)構(gòu)成的多級匹配網(wǎng)絡(luò)，由于手工繞制的電感參數(shù)離散型較大，不容易控制，導(dǎo)致匹配工作難度大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種成品率高的寬帶聲光可調(diào)濾光器，該寬帶聲光可調(diào)濾光器還具有射頻信號均勻傳輸?shù)綋Q能器上，獲得均勻的衍射光；匹配網(wǎng)絡(luò)工作難度小的優(yōu)點。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)手段是這樣的一種寬帶聲光可調(diào)濾光器，包括聲光介質(zhì)，聲光介質(zhì)安裝在底座上，聲光介質(zhì)表面安裝有至少兩個換能器，每個換能器表面都鍍制有表電極，各表電極分別與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，匹配網(wǎng)絡(luò)與高頻插座連接，其特征在于所有換能器都通過鍵合層安裝在聲光介質(zhì)的同一表面，各表電極所在的換能器厚度均不相同。進一步地，各表電極分別通過過渡電路板與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，過渡電路板分別粘接在對應(yīng)的換能器上，匹配網(wǎng)絡(luò)通過引線與過渡電路板連接，過渡電路板通過多根均勻布置的金絲或硅鋁絲與表電極連接，相鄰兩根金絲或硅鋁絲的距離不超過2毫米。進一步地，所述匹配網(wǎng)絡(luò)主要由第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)構(gòu)成，第一電容Cl通過引線與高頻插座連接，第三電容C3通過引線與過渡電路板連接；在高頻插座與第一電容Cl之間的引線上設(shè)有第一對地電感Li，在第一電容Cl與第二電容C2之間的連接線上設(shè)有第二對地電感L2，在第二電容C2與第三電容C3之間的連接線上設(shè)有第一對地電容C4，在第三電容與過渡電路板之間的引線上設(shè)有第二對地電容C5。所述聲光介質(zhì)的底面和其中一個側(cè)面通過硅橡膠與底座粘接，聲光介質(zhì)的表面通過硅橡膠與蓋板粘接。所述表電極、匹配網(wǎng)絡(luò)和高頻插座均為對應(yīng)的兩個，其中一個匹配網(wǎng)絡(luò)位于底座內(nèi)，對應(yīng)的高頻插座安裝在底座上；另一個匹配網(wǎng)絡(luò)位于蓋板內(nèi)，對應(yīng)的高頻插座安裝在蓋板上，兩表電極所在的換能器厚度差異大于30%。所述聲光介質(zhì)為氧化碲晶體。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的積極效果是
1、在聲光介質(zhì)的同一側(cè)面安裝兩換能器，解決了傳統(tǒng)的在聲光介質(zhì)兩個面上安裝換能器，夾具極易損壞前面安裝的換能器的問題，提高了產(chǎn)品的成品率。2、在換能器上粘貼有過渡電路板，便于信號的傳輸。3、過渡電路板與表電極之間用多根金絲(或硅鋁絲)連接，便于射頻信號均勻傳輸?shù)綋Q能器上，獲得均勻的衍射光。4、寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)為三級寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，使傳輸線的輸入阻抗與信號源的內(nèi)阻互為共軛復(fù)數(shù)，使得信號源的功率輸出為最大，信號傳輸損耗和失真最小，便于寬帶射頻信號的傳輸。5、聲光介質(zhì)通過硅橡膠與底座、蓋板粘接，能有效提高器件抗振動沖擊和溫度變化的能力。6、多個換能器厚度不同，并在不同厚度的換能器上鍍制了表電極，不同厚度的換能器驅(qū)動不同頻率的射頻信號，得到不同波長的衍射光。


圖1-本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-圖1的A-A視圖。圖3-匹配網(wǎng)絡(luò)的電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明寬帶聲光可調(diào)濾光器，包括底座1，在底座1上部通過硅橡膠9粘貼有長方體的聲光介質(zhì)2，在聲光介質(zhì)2的同一個側(cè)面通過鍵合層8安裝至少兩個換能器。以下的結(jié)構(gòu)以兩個換能器進行說明，兩個以上的結(jié)構(gòu)類似。其中在底座1上還安裝有第一高頻插座3-1，底座1內(nèi)安裝有第一匹配網(wǎng)絡(luò)5-1，該第一高頻插座3-1外接高頻輸入信號，內(nèi)接第一匹配網(wǎng)絡(luò)5-1輸入端，該第一匹配網(wǎng)絡(luò)5-1的輸出端通過第一引線 11-1與第一過渡電路板7-1連接，該第一過渡電路板7-1用硅橡膠9粘貼在第一換能器6-1 上，在該第一換能器6-1的表面鍍制有第一表電極10-1，第一過渡電路板7-1與第一表電極 10-1用多根均勻布置的金絲或硅鋁絲12連接，相鄰兩根金絲或硅鋁絲12的距離不超過2 毫米。在聲光介質(zhì)2頂部通過硅橡膠9粘接有蓋板4，在蓋板4上安裝第二高頻插座3_2，在蓋板4內(nèi)安裝有第二匹配網(wǎng)絡(luò)5-2，第二高頻插座3-2外接高頻輸入信號，內(nèi)接第二匹配網(wǎng)絡(luò)5-2輸入端，該第二匹配網(wǎng)絡(luò)5-2的輸出端通過第二引線11-2與第二過渡電路板7-2 連接，該第二過渡電路板7-2用硅橡膠9粘貼在第二換能器6-2上，在該第二換能器6-2的表面鍍制有第二表電極10-2，第二過渡電路板7-2與第二表電極10-2用多根均勻布置的金絲或硅鋁絲12連接，相鄰兩根金絲或硅鋁絲12的距離同樣不超過2毫米。第一匹配網(wǎng)絡(luò)5-1和第二匹配網(wǎng)絡(luò)5-2都為相同結(jié)構(gòu)的三級匹配網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示，該匹配網(wǎng)絡(luò)主要由第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)構(gòu)成，第一電容Cl通過引線與高頻插座連接，第三電容C3通過引線與過渡電路板連接；在高頻插座與第一電容Cl 之間的引線上設(shè)有第一對地電感Li，在第一電容Cl與第二電容C2之間的連接線上設(shè)有第二對地電感L2，在第二電容C2與第三電容C3之間的連接線上設(shè)有第一對地電容C4，在第三電容與過渡電路板之間的引線上設(shè)有第二對地電容C5。第一電容Cl、第一對地電感Ll 和第二對地電感L2形成第一級π形匹配網(wǎng)絡(luò)；第二電容C2和第一對地電容C4、第三電容 C3和第二對地電容C5都分別形成第二級L形匹配網(wǎng)絡(luò)、第三級L形匹配網(wǎng)絡(luò)。該三級匹配網(wǎng)絡(luò)用于信號源與負載的共軛匹配，使得傳輸線的輸入阻抗與信號源的內(nèi)阻互為共軛復(fù)數(shù)，使得信號源的功率輸出為最大，信號傳輸損耗和失真最小。聲光介質(zhì)2為氧化碲晶體，其通過硅橡膠9與底座1和蓋板4粘接，該硅橡膠9為 703膠，硅橡膠9的厚度為100微米士50微米。在第一換能器6-1、第二換能器6-2上粘貼過渡電路板，以便于信號的傳輸。雖然表述上有第一換能器、第二換能器之分，但實際為加工方便只加工有一塊換能器，只是在換能器不同位置鍍制有表電極(實施例為兩個)而已，兩表電極所在的換能器厚度不相同，厚度差異大于30%。工作原理射頻信號通過高頻插座經(jīng)印制板上的匹配網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭€上，再經(jīng)過渡電路板、金絲傳輸?shù)奖黼姌O上，表電極與鍵合層之間的換能器吸收射頻信號，并把射頻信號轉(zhuǎn)化為超聲波傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)內(nèi)，在聲光介質(zhì)內(nèi)形成折射率光柵，只有特定波長的光穿過聲光介質(zhì)與折射率光柵發(fā)生聲光互作用，產(chǎn)生衍射光。兩表電極所在的換能器厚度不相同，其目的是不同厚度的換能器驅(qū)動產(chǎn)生不同頻率的射頻信號，得到不同波長的衍射光，適合工作在不同的頻帶上。如其中一個表電極所在的換能器厚度為16微米，工作帶寬為120MHz 180MHz ；另一個表電極所在的換能器厚度為沈微米，工作帶寬為64MHz 120MHz。在聲光介質(zhì)2的同一側(cè)面安裝兩換能器，解決了傳統(tǒng)的在聲光介質(zhì)2兩個面上安裝換能器，夾具極易損壞前面安裝的換能器的問題，提高了產(chǎn)品成品率，從而降低了生產(chǎn)成本。過渡電路板與表電極用多根均勻布置的金絲或硅鋁絲12連接，相鄰兩根金絲或硅鋁絲12的距離不超過2毫米，這有利于射頻信號均勻傳輸?shù)綋Q能器上，獲得均勻的衍射光；
在底座和蓋板上各設(shè)計安裝了一個匹配網(wǎng)絡(luò)，增加了安裝匹配元件的空間，減小了器件的體積和重量。本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(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。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。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仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
權(quán)利要求
1.寬帶聲光可調(diào)濾光器，包括聲光介質(zhì)，聲光介質(zhì)安裝在底座上，聲光介質(zhì)表面安裝有至少兩個換能器，每個換能器表面都鍍制有表電極，各表電極分別與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，匹配網(wǎng)絡(luò)與高頻插座連接，其特征在于所有換能器都通過鍵合層安裝在聲光介質(zhì)的同一表面， 各表電極所在的換能器厚度均不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于各表電極分別通過過渡電路板與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，過渡電路板分別粘接在對應(yīng)的換能器上，匹配網(wǎng)絡(luò)通過引線與過渡電路板連接，過渡電路板通過多根均勻布置的金絲或硅鋁絲與表電極連接，相鄰兩根金絲或硅鋁絲的距離不超過2毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于所述匹配網(wǎng)絡(luò)主要由第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3串聯(lián)構(gòu)成，第一電容Cl通過引線與高頻插座連接，第三電容C3通過引線與過渡電路板連接；在高頻插座與第一電容Cl之間的引線上設(shè)有第一對地電感Li，在第一電容Cl與第二電容C2之間的連接線上設(shè)有第二對地電感L2，在第二電容C2與第三電容C3之間的連接線上設(shè)有第一對地電容C4，在第三電容與過渡電路板之間的弓丨線上設(shè)有第二對地電容C5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于，所述聲光介質(zhì)的底面和其中一個側(cè)面通過硅橡膠與底座粘接，聲光介質(zhì)的表面通過硅橡膠與蓋板粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于，所述表電極、匹配網(wǎng)絡(luò)和高頻插座均為對應(yīng)的兩個，其中一個匹配網(wǎng)絡(luò)位于底座內(nèi)，對應(yīng)的高頻插座安裝在底座上； 另一個匹配網(wǎng)絡(luò)位于蓋板內(nèi)，對應(yīng)的高頻插座安裝在蓋板上，兩表電極所在的換能器厚度差異大于30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬帶聲光可調(diào)濾光器，其特征在于，所述聲光介質(zhì)為氧化碲晶體。
全文摘要
一種寬帶聲光可調(diào)濾光器,包括聲光介質(zhì)，聲光介質(zhì)安裝在底座上，聲光介質(zhì)表面安裝有至少兩個換能器，每個換能器表面都鍍制有表電極，各表電極分別與匹配網(wǎng)絡(luò)連接，匹配網(wǎng)絡(luò)與高頻插座連接，所有換能器都通過鍵合層安裝在聲光介質(zhì)的同一表面，各表電極所在的換能器厚度均不相同。在聲光介質(zhì)的同一側(cè)面安裝兩換能器，解決了傳統(tǒng)的在聲光介質(zhì)兩個面上安裝換能器，夾具極易損壞前面安裝的換能器的問題，提高了產(chǎn)品的成品率；不同厚度的換能器驅(qū)動不同頻率的射頻信號，得到不同波長的衍射光。
文檔編號G02F1/11GK102213845SQ201110158968
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者何曉亮, 劉偉, 劉玲, 吳畏, 夏衛(wèi)東, 張澤紅, 李忠繼, 杜明熙, 王智林, 秦廷輝, 雷波 申請人:中國電子科技集團公司第二十六研究所