技術領域

本發明涉及聲光器件，尤其是一種寬帶聲光器件。

背景技術

聲光器件是一種利用入射光與換能器的超聲波在聲光介質中發生聲光互作用，得到衍射光。衍射光的能量是從入射光轉移過來的。入射光與超聲波發生聲光互作用時有一定的條件，只有當入射光與超聲波的方向滿足布拉格衍射所需的角度時，才有大量的入射光能量轉移到衍射光上去（這種衍射被命名為布拉格衍射），否則，入射光只有極少或沒有能量轉移到衍射光上去。由于換能器產生的超聲波有一定的發散角，這樣在一定帶寬范圍內，入射光都能與換能器產生的超聲波發生布拉格衍射，超出這個帶寬（這個帶寬被命名為布拉格帶寬），入射光就不能與換能器產生的超聲波發生布拉格衍射，即使發生聲光互作用，得到衍射光也很弱，只有極少的能量能從入射光轉移衍射光上去。

根據聲光互作用理論，每個聲光晶體只能在一定的帶寬范圍內與入射光發生聲光互作用，單個聲光器件的工作帶寬有限。在實際應用中，減小聲光互作用長度能增加布拉格帶寬，但這會降低衍射光的強度，即降低衍射效率。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，現在有兩種方式，一種是平面結構式超聲跟蹤，另一種是階梯結構式超聲跟蹤。平面超聲跟蹤的帶寬有限，而且通帶內的均勻性隨著換能器片數的增加而降低。階梯結構式超聲跟蹤由于制作難度太大，成本高，實用價值低。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種安裝有多個聲光晶體，工作帶寬大，衍射效率高，制作方便，成本低的寬帶聲光器件。

為了實現上述目的，本發明的目的是這樣實現的：一種寬帶聲光器件，包括高頻插座、匹配網絡和聲光晶體，所述高頻插座輸出端與所述匹配網絡的輸入端連接，該匹配網絡的輸出端與聲光晶體的表電極連接，其特征在于，所述聲光晶體的數量至少為兩個，該聲光晶體的換能器厚度互不相同；所述的各聲光晶體的換能器厚度由高到低依次相差20%以上，且換能器厚度數值接近的兩個聲光晶體的聲光介質之間的夾角都為0.02°～5°；相鄰聲光晶體的鍵合層使用金屬導絲連接。

所述高頻插座、匹配網絡和聲光晶體都安裝在外殼中，其中高頻插座的外部接口伸出所述外殼。

所述外殼由金屬材料制成。

所述聲光晶體的聲光介質的材料為氧化碲晶體、磷化鎵晶體、鉬酸鉛晶體、鈮酸鋰晶體、石英晶、融石英或重火石玻璃。

所述聲光晶體的換能器的材料為鈮酸鋰晶體或氧化鋅薄膜。

本發明的具有如下優點：

1、本發明的寬帶聲光器件多個聲光晶體同時工作，每個聲光晶體負責一定的且互不相同的工作帶寬，這時聲光器件的工作帶寬為每個聲光晶體工作帶寬的總和，突破了單個聲光器件對工作帶寬的限制，大幅提高了聲光器件的工作帶寬，而且具有還制作方便，成本低的優點。

2、由于聲光晶體僅負責一定的工作帶寬，因此通過增加每個聲光晶體的聲光互作用長度（即減小布拉格帶寬）來提高衍射效率，在帶寬范圍內的聲光衍射效率高。

3、整個工作元器件都由金屬外殼封裝，整體性好，安裝和使用方便，且金屬材料的外殼具有電磁屏蔽的作用，防止金屬外殼封裝的工作元器件受到干擾。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1所示，寬帶聲光器件，包括安裝在金屬材料制成的外殼1內的高頻插座7、匹配網絡6和兩個聲光晶體，所述高頻插座7的外部接口伸出所述外殼1，該高頻插座7輸出端與所述匹配網絡6的輸入端連接，該匹配網絡6的輸出端都與兩個聲光晶體的表電極連接。所述兩個聲光晶體的換能器厚度相差20%以上，該兩個聲光晶體的聲光介質之間的夾角為0.02°～5°，該兩個聲光晶體的鍵合層使用金屬導絲8連接。

所述聲光晶體的聲光介質2的材料可以選用氧化碲晶體、磷化鎵晶體、鉬酸鉛晶體、鈮酸鋰晶體、石英晶、融石英或重火石玻璃。所述聲光晶體的換能器4的材料可以選用鈮酸鋰晶體或氧化鋅薄膜。

本實施例中聲光介質2的材料為氧化碲晶體，鍵合層3的材料為金屬（如銦），換能器的材料為鈮酸鋰。其中第一聲光晶體9的換能器的厚度為1.6微米，第二聲光晶體10的換能器的厚度為2.1微米，該兩換能器的厚度不同，其差異為31.3%。

第一聲光晶體9的換能器與入射光之間的布拉格角度為119＇，第二聲光晶體10的換能器與入射光之間的布拉格角度為92＇，第一聲光晶體9和二聲光晶體10的聲光介質相互之間的夾角為θ，θ=119＇-92＇=27＇。