CN103176295A - 一种优化声学通道的声光器件 - Google Patents

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郑熠
吴少凡
朱一村
王城强
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Abstract

本发明提供了一种优化声学通道的声光器件，包括声光介质和换能器，所述声光介质表面镀制有二氧化硅，所述换能器与声光介质相对面镀制有底电极，底电极之上镀制有二氧化硅，声光介质与换能器在真空条件下通过加压加热键合在一起，再放入高温退火炉中退火，本发明的声光器件采用二氧化硅合代替锡，铟或者合金等金属材料做为声光器件的键合层材料，简化了制造工艺，克服了金属易氧化失效的缺点，并且简化了镀膜结构从而优化了声学通道。

Description

一种优化声学通道的声光器件
技术领域
本发明设计激光器件制造领域，特别涉及一种优化声学通道的声光器件。
背景技术
当超声波传过介质时，在其内产生周期性弹性形变，从而使介质的折射率产生周期性变化，相当于一个移动的相位光栅，称为声光效应。若同时有光传过介质，光将被相位光栅所衍射，称为声光衍射。利用声光衍射效应制成的器件，称为声光器件。
在制作声光器件时，为了将超声换能器和声光介质焊接在一起，在声光介质和换能器之间需要使用两层电极层和一层键合层。电极层材料通常是金，银，鉻等金属材料，键合介质通常采用的是锡或铟等软金属，传统的声光器件封装方法是在真空条件下在声光介质与换能器上各镀上一层键合介质膜，然后在真空条件下加压压合，即真空冷压焊技术，采用这种方法的声光器件因为使用高纯金属作为键合层，在键合时因金属氧化，灰尘污染等原因将严重影响键合质量和器件寿命。
因此本发明提供了一种结合真空冷压焊工艺和光学零件深化键合工艺的优化声学通道的声光器件，采用本方法制造声光器件，工艺简单，封装质量优良，使用寿命有明显提升。
发明内容
本发明是采用以下技术手段实现的，一种优化声学通道的声光器件，包括声光介质和换能器，其特征在于：所述声光介质表面镀制有二氧化硅，所述换能器与声光介质相对面镀制有底电极，底电极之上镀制有二氧化硅，声光介质与换能器在真空条件下通过加压加热预键合在一起，再放入高温退火炉中退火使二氧化硅完全融合，所述底电极材料为金，银，鉻，所述键合介质材料为二氧化硅，所述退火温度大于900℃，所述声光介质的材料为氧化碲、磷化镓、磷化铟、钼酸铅、铌酸锂、石英晶体、融石英或重火石玻璃，所述换能器材料为铌酸锂，所述预键合过程所加压力大于5kg/cm2，所述预键合过程中加热温度为200-400℃，加热时间大于24小时。
附图说明
图1 为本发明一种优化声学通道的声光器件的结构示意图
其中1为吸声介质，2为吸声涂层，3为键合层，4为底电极，5为超声换能器，6为声光介质，7为表电极
具体实施方式
实施例一 如图1所示，采用X切铌酸锂作为超声换能器5，在铌酸锂的一个X轴垂直面镀制表电极，在铌酸锂的另一个X轴垂直面镀制底电极后再镀二氧化硅，采用熔石英作为声光介质6，在声光介质6与超声换能器5的相对面镀制二氧化硅，用硫酸加双氧水混合液(H2SO4:H202=4:1)在130℃下浸泡晶片20分钟，用浓度为95％的磷酸在150℃下浸泡晶片30分钟，pH值为1的稀硫酸中5分钟，用去离子水反复冲洗，用气枪或烘箱等方法将表面水分去除干净，送入低温（一般是室温至200℃）下的超净化环境或充满惰性气体的环境中进行预键合，预键合的时间为30～60分钟，将预键合后的器件放入真空室中加以15kg./cm2的压力，并且加热至300摄氏度，恒温24小时，之后将器件送入硅钼炉中退火2小时，退火温度950℃，取出器件后涂覆上吸声涂层2并与吸声介质1粘合后封装入外壳中，在10W功率下测试此声光器件衍射效率高于50%。

Claims (7)

1.一种优化声学通道的声光器件，包括声光介质和换能器，所述声光介质表面镀制有键合介质，所述换能器与声光介质相对面镀制有底电极，底电极之上镀制有键合介质，声光介质与换能器在真空条件下通过加压加热预键合在一起，再放入真空硅钼炉中退火使键合介质完全融合，其特征在于：所述键合介质
根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述底电极材料为金，银，鉻。
2.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述键合介质材料为二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述退火温度大于900℃。
4.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于，所述声光介质(的的材料为氧化碲、磷化镓、磷化铟、钼酸铅、铌酸锂、石英晶体、融石英或重火石玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述换能器材料为铌酸锂。
6.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述后处理过程所加压力大于5kg/cm2。
7.根据权利要求1所述的一种优化声学通道的声光器件，其特征在于所述后处理过程中加热温度为200-400℃，加热时间大于24小时。
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