[发明专利]新型换能器结构的声光器件及其制作方法

说明书

本发明涉及一种新型换能器结构的声光器件及其制作方法，其特征在于：其中新型换能器结构的声光器件，其特征在于：包括上表面为平面的声光介质主体和设在声光介质主体上表面上的上膜层，所述上膜层上表面连接有预先制作成形的压电薄膜层和连接在压电薄膜层上表面的顶电极层，在声光介质主体上的上膜层与压电薄膜层连接固定后，上膜层即成为换能器的底电极，顶电极层即成为换能器的顶电极，压电薄膜层作为声光器件的换能器；本发明可以大大简化工序，缩短声光器件的制作时间，以及降低了不良率。

技术领域

本发明涉及一种新型换能器结构的声光器件及其制作方法。

背景技术

声光器件是基于光弹(弹光)效应原理制作的器件，基本结构包括换能器和声光介质；根据光弹(弹光)效应，超声信号通过换能器注入声光介质上，由于换能器的振动引起声光介质发生应变，产生压缩和稀薄的区域，形成移动相位光栅；当光束通过声光介质时，光会发生偏转或频率偏移，可将入射光的一部分衍射成一个或多个光斑，这种现象被称为声光衍射。

声光器件常用于激光调Q，激光选脉冲，光束强度控制、频率改变、波长滤波及改变光束方向等。

目前声光器件的制作方法主要是首先制作声光介质，接着在声光介质上表面镀膜一层底电极层，再接着在底电极层上键合由晶体材料制成的换能器，然后根据使用需要对换能器上表面进行研磨减薄以达到要求厚度，最后在换能器上表面镀膜一层顶电极层，在成品后再进行测试换能器、声光器件是否合格。

由于换能器由晶体材料制成，晶体材料的形成需要一定的生成时间，从而造成现有声光器件制作成本较高、工艺周期长；由于换能器的厚度直接影响声光器件是否合格，而换能器的厚度通常在6-80微米，厚度的公差在正负2微米，换能器要在上述尺寸公差内的研磨减薄难度较大，成品合格率也就较低。

发明内容

鉴于现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种新型换能器结构的声光器件及其制作方法，该新型换能器结构的声光器件及其制作方法设计合理，有利于提高声光器件的制作效率和成品率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明新型换能器结构的声光器件，其特征在于：包括上表面为平面的声光介质主体和设在声光介质主体上表面上的上膜层，所述上膜层上表面连接有预先制作成形的压电薄膜层和连接在压电薄膜层上表面的顶电极层，在声光介质主体上的上膜层与压电薄膜层连接固定后，上膜层即成为换能器的底电极，顶电极层即成为换能器的顶电极，压电薄膜层作为声光器件的换能器。

进一步的，上述压电薄膜层是PZT压电薄膜或PVDF压电薄膜。

进一步的，上述顶电极层和上膜层均为导电层。

进一步的，上述预先制作成形的压电薄膜层的厚度等于换能器内超声波波长的一半，或者也等于超声波速度除以两倍的超声波频率。

进一步的，上述声光介质主体的材料为TeO₂、石英晶体、熔融石英、α-BBO晶体、Ge晶体或DKDP晶体。

进一步的，上述上膜层以粘接、键合或镀膜的方式连接在压电薄膜层的上表面，顶电极层以粘接、键合或镀膜的方式连接在压电薄膜层上，压电薄膜层以粘接或键合方式连接在上膜层上。

进一步的，上述压电薄膜层、顶电极层覆盖和上膜层覆盖声光介质主体的整个上表面区域。

进一步的，上述声光介质主体的形状为方柱形，压电薄膜层的形状为方形。

进一步的，上述上膜层的上表面具有两组或三组由压电薄膜层和顶电极层组成的独立组块，各独立组块的厚度不同。