[發(fā)明專(zhuān)利]大孔徑聲光可調(diào)濾光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711449207.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108107610B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張澤紅;何曉亮;王曉新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/11
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/11
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發(fā)明公開(kāi)了一種大孔徑聲光可調(diào)濾光器，包括聲光介質(zhì)、換能器和焊接層，換能器通過(guò)焊接層與聲光介質(zhì)鍵合連接，焊接層為五層，從聲光介質(zhì)到換能器依次為打底層Ⅰ、過(guò)渡層Ⅰ、鍵合層、過(guò)渡層Ⅱ和打底層Ⅱ；在換能器上鍍制表電極；所述打底層Ⅰ和打底層Ⅱ均為鈦薄膜層；所述過(guò)渡層Ⅰ和過(guò)渡層Ⅱ均為銅薄膜層；所述鍵合層為錫銀銦合金層。制作時(shí)，在換能器和聲光介質(zhì)的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)蒸發(fā)源，同時(shí)對(duì)換能器和聲光介質(zhì)蒸發(fā)鍵合層材料，以獲得大面積的厚度均勻的鍵合層薄膜，鍵合層薄膜同時(shí)覆蓋在換能器和聲光介質(zhì)的銅薄膜層之上。本發(fā)明解決了聲光可調(diào)濾光器存在的光孔徑難以做大，以及焊接質(zhì)量不夠好不能承受較大驅(qū)動(dòng)電功率等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲光器件，尤其涉及一種光孔徑較大的聲光可調(diào)濾光器。

背景技術(shù)

基于聲光可調(diào)濾光器的超光譜成像技術(shù)是目前國(guó)際軍事偵察最有效的技術(shù)手段之一,它將成像技術(shù)和光譜測(cè)量技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)分辨目標(biāo)與背景的反射光譜特性的細(xì)微差異，能快速發(fā)現(xiàn)常規(guī)手段無(wú)法識(shí)別的目標(biāo)，在反隱身/偽裝、戰(zhàn)場(chǎng)詳查、目標(biāo)搜尋與精確識(shí)別等方面具有重要的意義，可以廣泛應(yīng)用于高光譜、超光譜成像告警偵察系統(tǒng)如飛機(jī)導(dǎo)彈預(yù)警、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、地雷探測(cè)、近海探測(cè)、反潛偵察和彈藥毀傷效果評(píng)估等整機(jī)中。

聲光可調(diào)濾光器是聲光超光譜成像系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其光孔徑越大，超光譜成像系統(tǒng)集光能力越強(qiáng)，光譜成像告警偵察系統(tǒng)的靈敏度越高、偵察距離越遠(yuǎn)，但目前聲光可調(diào)濾光器的光孔徑都不太大，成熟產(chǎn)品的光孔徑只有10mm，文獻(xiàn)報(bào)道最大的光孔徑是15mm，這離整機(jī)系統(tǒng)的需求(光孔徑大于20mm)還有較大差距。

光孔徑難以做大的原因是隨著光孔徑的增加，衍射效率（聲光可調(diào)濾光器主要技術(shù)指標(biāo)之一）的均勻性就開(kāi)始降低，進(jìn)而影響了成像質(zhì)量。衍射效率均勻性降低的主要原因是：在制作聲光可調(diào)濾光器的過(guò)程中，僅在換能器和聲光介質(zhì)的單側(cè)設(shè)有蒸發(fā)源，這樣靠近蒸發(fā)源的換能器和聲光介質(zhì)上的鍵合層薄膜較厚、遠(yuǎn)離蒸發(fā)源的換能器和聲光介質(zhì)上的鍵合層薄膜較薄，薄膜厚度不均勻?qū)е卵苌湫什痪鶆颉?/p>

另一方面，隨著聲光可調(diào)濾光器光孔徑的增加，要保持衍射效率不降低，就必須同步增大驅(qū)動(dòng)電功率，進(jìn)而要求提高鈮酸鋰換能器承受更高電功率的能力。換能器是聲光可調(diào)濾光器內(nèi)將驅(qū)動(dòng)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波的關(guān)鍵部件，它是通過(guò)焊接層焊接在聲光介質(zhì)氧化碲上的。焊接層目前主要有兩種結(jié)構(gòu)：（1）從聲光介質(zhì)到換能器依次為鉻薄膜（打底層）、錫或銦或含錫銀銦的合金（鍵合層）和鉻薄膜（打底層）；（2）從聲光介質(zhì)到換能器依次為鉻薄膜（打底層）、金薄膜（過(guò)渡層）、錫或銦或含錫銀銦的合金（鍵合層）、金薄膜（過(guò)渡層）和鉻薄膜（打底層）。這兩種結(jié)構(gòu)都采用的是鉻薄膜打底，鉻薄膜與基底材料氧化碲存在附著力不夠牢固的問(wèn)題：用刀片鏟換能器時(shí)換能器會(huì)大面積脫落，氧化碲焊接面上幾乎沒(méi)有殘存的焊接層材料，即鉻薄膜會(huì)隨著其他焊接材料一起從氧化碲上脫落。隨著驅(qū)動(dòng)電功率的增加，換能器轉(zhuǎn)化為超聲波的振動(dòng)越強(qiáng)，焊接層在長(zhǎng)時(shí)間工作后會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多、越來(lái)越大的脫焊區(qū)域，進(jìn)而導(dǎo)致器件性能降低甚至燒壞，因此還必須對(duì)焊接層進(jìn)行改進(jìn)，提高換能器的焊接質(zhì)量、進(jìn)而提高換能器承受更高電功率的能力，以適應(yīng)大孔徑聲光可調(diào)濾光器的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種大孔徑聲光可調(diào)濾光器，以解決聲光可調(diào)濾光器存在的光孔徑難以做大，以及焊接質(zhì)量不夠好不能承受較大驅(qū)動(dòng)電功率等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

大孔徑聲光可調(diào)濾光器，包括聲光介質(zhì)、換能器和焊接層，換能器通過(guò)焊接層與聲光介質(zhì)鍵合連接，焊接層為五層，從聲光介質(zhì)到換能器依次為打底層Ⅰ、過(guò)渡層Ⅰ、鍵合層、過(guò)渡層Ⅱ和打底層Ⅱ；在換能器上鍍制表電極；所述打底層Ⅰ和打底層Ⅱ均為鈦薄膜層；所述過(guò)渡層Ⅰ和過(guò)渡層Ⅱ均為銅薄膜層；所述鍵合層為錫銀銦合金層。

所述構(gòu)成打底層Ⅰ和打底層Ⅱ的兩鈦薄膜層的厚度為10nm—15nm，所述構(gòu)成過(guò)渡層Ⅰ和過(guò)渡層Ⅱ的兩銅薄膜層的厚度為200nm—250nm，鍵合層的厚度為1000nm—1500nm。