CN104597632B - 大孔径声光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大孔径声光器件，在声光介质表面依次安装有电极层Ⅰ、键合层、电极层Ⅱ和换能器，换能器表面镀制有表电极，表电极上用压贴的方式安装有两层铟箔，在两层铟箔的中间镶嵌有多根银丝，上层铟箔表面通过硅橡胶与电路板粘贴，每根银丝的一端焊接在电路板上，电路板通过导线与匹配网络连接。本发明把大尺寸的铟箔压贴在大面积的表电极上后，射频信号就能通过铟箔均匀输入表电极，避免了点焊法输入的不均匀性。与顶压法相比，去掉了顶压结构，结构更加简单，还避免了顶压法产生的应力问题。同时也不会像焊点那样吸收换能器产生的声波进而降低器件的衍射效率。

Description

大孔径声光器件
技术领域
本发明涉及声光器件，尤其是大孔径的声光可调滤光器或声光偏转器，属于声光仪器技术领域。
背景技术
声光可调滤光器和声光偏转器正在大孔径方向发展。光孔径越大，进入的光能量就越多，声光可调滤光器或声光偏转器处理光信息的能力就越强，系统的探测灵敏度和信噪比就越高。
随着光孔径的增加，表电极的尺寸也越来越大，常用的点焊法输入射频信号的方式就不适用了，原因是焊点少了不同表电极位置得到的射频信号不均匀影响器件的衍射效率、焊点多了焊点又会吸收换能器产生的声波进而降低器件的衍射效率。
常用的点焊法有三种：第一种是铟锡合金焊接法，它是用铟锡合金把银丝焊接在表电极上；第二种是金丝点焊法，它是用超声波把金丝熔化焊接在表电极上；第三种是硅铝丝点焊法，它是用超声波把硅铝丝熔化焊接在表电极上。这三种方法形成的焊点与表电极（通常为金膜）热膨胀系数不同，当温度变化较大时，焊点就会从表电极上脱离出来，使信号无法传输，导致产品失效。
为了向大孔径声光器件输入射频信号，人们采用顶压法把铜箔压在表电极上，通过铜箔向表电极输入射频信号。顶压铜箔的方法会使声光互作用介质内部产生应力双折射，影响器件的性能，而且这种方式的可靠性较低，力小了可能出现铜箔与表电极接触不好、力大了容易出现把声光互作用介质压裂等问题，因此这种方式在航天领域属禁用工艺。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种大孔径声光器件，它既避免了点焊输入法的不均匀性，又避免了铜箔顶压法产生的应力问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
大孔径声光器件，包括声光介质，声光介质表面依次安装有电极层Ⅰ、键合层、电极层Ⅱ和换能器，换能器表面镀制有表电极，表电极上用压贴的方式安装有两层铟箔，在两层铟箔的中间镶嵌有多根银丝，上层铟箔表面通过硅橡胶与电路板粘贴，每根银丝的一端焊接在电路板上，电路板通过导线与匹配网络连接。
所述换能器材料是X切型的铌酸锂晶体。
所述键合层材料是锡、含锡的合金或金。
所述声光介质为氧化碲晶体、KDP晶体、磷化镓晶体、铌酸锂晶体或MgF2晶体。
所述铟箔每层的厚度为0.1mm—0.2mm。
所述银丝的直径约为0.1mm。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、铟箔（纯度大于99%）很软，可塑性强，与金膜（即表电极）有较好的亲附性，在外力作用下铟箔能够与金膜熔接在一起（这是铜箔与金膜无法实现的）。把大尺寸的铟箔压贴在大面积的表电极上后，射频信号就能通过铟箔均匀输入表电极，避免了点焊法输入的不均匀性。
与顶压法相比，去掉了顶压结构，结构更加简单，还避免了顶压法产生的应力问题。
2、铟箔压贴在表电极上，铟箔与表电极之间属导电性接触，没有焊点那样接触紧密，因此不会像焊点那样吸收换能器产生的声波进而降低器件的衍射效率。
3、两层铟箔的上面用粘附性极强的硅橡胶粘贴电路板，硅橡胶和电路板能起到固定铟箔的作用，防止铟箔松散或脆裂，确保了器件的可靠性。
附图说明
图1-本发明结构示意图。
图2-图1俯视图。
具体实施方式
本发明利用铟箔的柔性以及与金膜的亲附性把铟箔压贴在表电极上，从而提供了一种了新的大孔径声光器件，它既避免了点焊输入法的不均匀性，又避免了铜箔顶压法产生的应力问题。具体结构介绍如下。
如图1和图2所示，本发明大孔径声光器件，包括声光介质1，在声光介质1表面依次安装有电极层Ⅰ2、键合层14、电极层Ⅱ13和换能器3，换能器3表面都镀制有表电极4，表电极4上用压贴的方式依次安装有两层铟箔，分别为铟箔Ⅰ5和铟箔Ⅱ6，在铟箔Ⅰ5和铟箔Ⅱ6的中间镶嵌有多根银丝12，铟箔Ⅱ6的上面涂覆有硅橡胶7，硅橡胶7上粘贴了电路板11。前述所有银丝12的一端通过焊点8焊接在电路板11上，电路板11通过导线10与匹配网络9连接。
声光器件的表电极4上用压贴的方式安装有铟箔Ⅰ5，放置多根银丝12后又用压贴的方式安装了铟箔Ⅱ6，铟箔Ⅰ5和铟箔Ⅱ6接触紧密，实现银丝的可靠连接。
所述换能器材料是X切型的铌酸锂晶体。
所述键合层材料是锡或含锡的合金。
所述声光介质为氧化碲晶体、KDP晶体、磷化镓晶体、铌酸锂晶体或MgF2晶体。
所述铟箔每层的厚度为0.1mm—0.2mm。
所述银丝的直径约为0.1mm。
工作原理：射频信号通过匹配网络及导线传输到电路板上，再经电路板、银丝传输到铟箔上，铟箔与表电极大面积接触，射频信号就均匀地传输到表电极上，表电极与键合层之间的换能器吸收射频信号，并把射频信号转化为超声波传输到声光介质内，在声光介质内形成折射率光栅，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。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.大孔径声光器件，包括声光介质，声光介质表面依次安装有电极层Ⅰ、键合层、电极层Ⅱ和换能器，换能器表面镀制有表电极，其特征在于：表电极上用压贴的方式安装有两层铟箔，在两层铟箔的中间镶嵌有多根银丝，上层铟箔表面通过硅橡胶与电路板粘贴，每根银丝的一端焊接在电路板上，电路板通过导线与匹配网络连接。
2.根据权利要求1所述的大孔径声光器件，其特征在于：所述换能器材料是X切型的铌酸锂晶体。
3.根据权利要求1所述的大孔径声光器件，其特征在于：所述铟箔每层的厚度为0.1mm-0.2mm。
4.根据权利要求1所述的大孔径声光器件，其特征在于：所述键合层材料是锡或含锡的合金。
5.根据权利要求1所述的大孔径声光器件，其特征在于：所述声光介质为氧化碲晶体、KDP晶体、磷化镓晶体、铌酸锂晶体或MgF2晶体。
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