專利名稱：使用合金材料的聲光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲光器件，尤其涉及一種激光系統(tǒng)用且適合長期在低溫下工作的聲光器件。
背景技術(shù)：
聲光器件是ー種利用入射光與換能器的超聲波發(fā)生聲光互作用，得到衍射光。衍射光的能量是從入射光轉(zhuǎn)移過來的。在制作聲光器件時，為了將換能器和聲光介質(zhì)焊接在一起，在聲光介質(zhì)和換能器之間使用了兩層電極層和ー層鍵合層。電極層厚度約為50nm，通常用高純鉻來制作(即鉻膜)，其屬于聲學薄層，對聲波的傳輸損耗非常小，可以忽略不計 ，但是鉻膜能與包括鈮酸鋰和氧化碲在內(nèi)的很多非金屬材料附著牢固，通過鉻膜能提高鍵合層附著在聲光介質(zhì)和換能器上的附著力。鍵合層較厚，使用鍵合層的目的是把聲光介質(zhì)和換能器焊接在一起，同時讓換能器產(chǎn)生的超聲波順利傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)內(nèi)。鍵合層通常采用純錫。純錫長期存放在低于13. 2°C的環(huán)境中會出現(xiàn)灰錫問題，即從β-Sn相轉(zhuǎn)變成了 α-Sn相。a-Sn相的晶格結(jié)構(gòu)和Si—樣,它是一種半導(dǎo)體而不是金屬，并具有本征脆性，進而喪失了其使用價值，灰錫轉(zhuǎn)變就是我們所常說的“錫瘟”，因此使用純錫做鍵合層的聲光器件不適合長期在低溫下存放和工作。用純錫作鍵合層材料，在長時間貯存或使用過程中，鍵合層上會自發(fā)生長出ー些類似胡須ー樣的絲狀物，業(yè)界稱之為“錫須”。錫須的生長常常會使晶體管管腳間短路而造成器件失效。例如美國的銀河4號衛(wèi)星就是由于其內(nèi)部電路中錫須短路導(dǎo)致其功能失效的。因此，使用純錫做鍵合層的聲光器件，隨著存放或工作時間的増加，其失效的風險也隨之增加。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種適合長期在低溫下存放和穩(wěn)定工作的聲光器件。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
使用合金材料的聲光器件，包括聲光介質(zhì)和換能器，在該聲光介質(zhì)和換能器之間安裝有電極層，該電極層為兩層，在該兩層電極層之間安裝有鍵合層，所述換能器輸入端面上安裝表電極，其特征在于，所述鍵合層的材料為錫銦銀合金或錫銦合金。所述錫銦銀合金中，錫的質(zhì)量百分比為80% 90%，銀的質(zhì)量百分比為2% 12%，銦的質(zhì)量百分比為3 13%。所述錫銦合金中，錫的質(zhì)量百分比為85% 95%，銦的質(zhì)量百分比為5% 15%。所述鍵合層的厚度為I微米 5微米。所述聲光介質(zhì)的材料為氧化碲晶體、磷化鎵晶體、磷化銦晶體、鑰酸鉛晶體、鈮酸鋰晶體、石英晶、融石英或重火石玻璃。所述換能器材料為鈮酸鋰晶體。
本發(fā)明的積極效果
采用錫合金代替純錫做為聲光器件的鍵合層材料，避免在低溫下發(fā)生“灰錫”問題；同時還避免了在長時間貯存或使用過程中產(chǎn)生“錫須”的問題，低溫下聲光器件的性能穩(wěn)定可靠。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進ー步詳細說明。如圖I所不,使用合金材料的聲光器件,包括聲光介質(zhì)I和換能器4,在該聲光介質(zhì)I和換能器4之間安裝有電極層2，該電極層2為兩層，在該兩層電極層2之間安裝有鍵合層3，所述換能器4輸入端面上安裝表電極5，鍵合層3的材料為錫銦銀合金或錫銦合金。經(jīng)過試驗分析，錫銦銀合金和錫銦合金是最適合做鍵合層3的合金材料。錫銦銀合金中，錫的質(zhì)量百分比為80% 90%，銀的質(zhì)量百分比為2% 12%，銦的質(zhì)量百分比為3 13%。所述錫銦合金中，錫的質(zhì)量百分比為85% 95%，銦的質(zhì)量百分比為5% 15%。作為優(yōu)先，錫銦銀合金中，錫的質(zhì)量百分比為85%，銀的質(zhì)量百分比為7%，銦的質(zhì)量百分比為8% ;錫銦合金中，錫的質(zhì)量百分比為90%，銦的質(zhì)量百分比為10%。所述聲光介質(zhì)I的材料為氧化碲晶體、磷化鎵晶體、磷化銦晶體、鑰酸鉛晶體、鈮酸鋰晶體、石英晶、融石英或重火石玻璃。換能器4選用具有壓電效應(yīng)的材料鈮酸鋰晶體。換能器4產(chǎn)生的聲波要通過鍵合層3向聲光介質(zhì)I內(nèi)傳輸，傳輸?shù)男逝c鍵合層3的厚度有夫。鍵合層3太厚，阻礙聲波的傳輸，鍵合層3太薄，不能將換能器4牢固地焊接在聲光介質(zhì)I上；通常情況下，鍵合層3的厚度控制在I微米 5微米范圍內(nèi)比較合適。實施例我們利用錫銦銀合金作為鍵合層3制作了一個聲光可調(diào)濾光器，聲光介質(zhì)I使用氧化碲晶體，電極層2使用鉻膜，鍵合層3使用錫銦銀合金，換能器4使用鈮酸鋰晶體，換能器4的厚度為20微米，鍵合層3的厚度為2微米。200MHz的射頻信號經(jīng)表電極5加到換能器4上，換能器4產(chǎn)生200MHz的聲波，聲波通過鍵合層3傳輸?shù)铰暪饨橘|(zhì)I內(nèi)，在聲光介質(zhì)I內(nèi)形成超聲波6。入射光與超聲波6發(fā)生聲光互作用產(chǎn)生衍射光。這個聲光可調(diào)濾光器在低溫(_50°C)下存放300h后，性能穩(wěn)定，沒有發(fā)生“灰錫”現(xiàn)象。長時間使用存放，也沒有出現(xiàn)“錫須”的問題。采用錫合金代替純錫做為聲光器件的鍵合層材料，在低溫下不會發(fā)生“灰錫”問題；與現(xiàn)有的純錫相比還避免了在長時間貯存或使用過程中產(chǎn)生“錫須”的問題，低溫下聲光器件的性能穩(wěn)定可靠，便于應(yīng)用在各種低溫工作條件下的器件上。本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。權(quán)利要求
1.使用合金材料的聲光器件，包括聲光介質(zhì)(I)和換能器(4),在該聲光介質(zhì)(I)和換能器(4)之間安裝有電極層(2)，該電極層(2)為兩層，在該兩層電極層(2)之間安裝有鍵合層(3)，所述換能器(4)輸入端面上安裝表電極(5)，其特征在于，所述鍵合層(3)的材料為錫銦銀合金或錫銦合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述聲光器件，其特征在于，所述錫銦銀合金中，錫的質(zhì)量百分比為80% 90%，銀的質(zhì)量百分比為2% 12%，銦的質(zhì)量百分比為3% 13%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述聲光器件，其特征在于，所述錫銦合金中，錫的質(zhì)量百分比為85% 95%，銦的質(zhì)量百分比為5% 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述聲光器件，其特征在于，所述鍵合層(3)的厚度為I微米 5微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述聲光器件，其特征在于，所述聲光介質(zhì)(I)的材料為氧化碲晶體、磷化鎵晶體、磷化銦晶體、鑰酸鉛晶體、鈮酸鋰晶體、石英晶、融石英或重火石玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述聲光器件，其特征在于，所述換能器(4)材料為鈮酸鋰晶體。
全文摘要
使用合金材料的聲光器件，包括聲光介質(zhì)和換能器，在該聲光介質(zhì)和換能器之間安裝有電極層，該電極層為兩層，在該兩層電極層之間安裝有鍵合層，所述換能器輸入端面上安裝表電極，鍵合層的材料為錫銦銀合金或錫銦合金；錫銦銀合金中，錫的質(zhì)量百分比為80%～90%，銀的質(zhì)量百分比為2%～12%，銦的質(zhì)量百分比為3～13%；錫銦合金中，錫的質(zhì)量百分比為85%～95%，銦的質(zhì)量百分比為5%～15%；本發(fā)明的聲光器件采用錫合金代替純錫做為聲光器件的鍵合層材料，避免在低溫下發(fā)生“灰錫”問題；同時還避免了在長時間貯存或使用過程中產(chǎn)生“錫須”的問題，低溫下聲光器件的性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號G02F1/11GK102681218SQ20121017614
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者何曉亮, 劉偉, 劉光聰, 劉玲, 張澤紅, 米佳, 羅傳英, 胡少勤, 趙科, 陸川 申請人:中國電子科技集團公司第二十六研究所