专利名称：W波段光控耿氐管谐波振荡器的制作方法
技术领域：
本发明是一种光控振荡器的制造方法，属于光控振荡器的技术领域。
光与毫米波的相互作用是一门交叉学科也是国际上的前沿研究课题，其器件和设备的制造也是近年来刚刚开始研究的。目前国际上仅有关于W波段光控“IMPATT”管振荡器的研究成果，而在这项发明中其振荡器采用的是特殊石英封装IMPATT器件，用光纤引入激光从管子侧面透过石英封装层照射管芯，使IMPATT器件的导纳发生变化，以达到光对振荡频率的控制。采用这种工艺加工的IMPATT器件，在加工的过程中工艺要求比较高，并且还要有一些特殊的工艺要求，这使器件的制造带来了很大的难度。另外，这种器件将光从其侧面透过石英封装层去照射管芯，则光耦合到管芯的效率将是很低的，同时，W波段IMPATT器件的尺寸非常小，光纤要对准管芯部位是很困难的，由于这些原因，实际照射到器件有源区的光能量很小，使得此光控振荡器的光控频率偏移量只能达到9.4MHZ。由于以上这些因素，W波段光控IMPATT管振荡器制造比较麻烦造价也非常高。
本发明的目的就是提供一种制造工艺比较简单，成本低、效果好的W波段光控耿氐管谐波荡器。
本发明的W波段光控耿氐管谐波振荡器主要由直流滤波器(1)绝缘套(2)、本体(3)、半导体光敏材料(4)、耿氐管(7)、管座(8)、基波谐振腔(9)、谐波输出波导(10)、短路块(11)、所组成，绝缘套(2)位于本体(3)上部的中孔里，直流滤波器(1)位于绝缘套(2)中，管座(8)位于本体(3)下部的中孔中，耿氐管(7)位于管座(8)中，其耿氐管(7)的上部和直流滤波器(1)的下部均位于基波谐振腔(9)内，基波谐振腔(9)的一侧是谐波输出波导(10)，另一侧是半导体光敏材料(4)，在半导体光敏材料(4)的外侧设有短路块(11)。其中，基波谐振腔位于本体(3)的中部，其形状为一个长方体的空间，谐波输出波导(10)也为一个长方体的空间，其一边与基波谐振腔(9)相连通，另一端通向本体(3)的外面。直流滤器(1)为一个具有多个等距槽(1－1)的圆柱，其圆柱的外径与绝缘套(2)的内径相同。半导体光敏材料(4)为一个长方体，短路块(11)也为一个长方体，短路块(11)的里面与半导体光敏材料(4)相接，其外面与本体(3)的外边相平齐，在短路块(11)的中间还设有一个通孔，一头通向半导体光敏材料(4)，另一头通向外边，其作用是将光纤(6)固定在该孔内，光纤的另一头与激光器(5)相连接。
本发明采用了普通陶瓷封装的耿氐管，将半导体光敏材料填充在振荡器的基波谐振腔内的一侧，通过光对该半导体光敏材料的照射实现对振荡频率的控制，从而克服了现在使用的光控IMPATT管振荡器的不足之处，光控的频率偏移量达到了7MHZ。另外，从制造工艺上也比光控IMPATT管谐波振荡器简单得多，因此使得制造更加容易。
图1是本发明的结构示意图。图2是图1中A－A向部视图。
图3是图1中直流滤波器的结构示意图。
本发明的实施方案如下直流滤波器(1)和本体(3)采用铜质材料，直流滤波器(1)为一个圆柱形，在其圆周上设有5条等距的槽，均匀分布在圆柱的轴向上。本体(3)为一个长方体，在其长轴方向的中心设有一中心圆孔，在其短轴方向设有一矩形孔，将长轴方向的中心圆孔分为上下两部分，在本体上半部分的中心孔内设有直流滤波器(1)，在直流滤波器与本体之间衬有绝缘套(2)，绝缘套(2)由聚四氟乙烯制成。在本体下半部分的中心孔中设有管座(8)，在管座(8)上设有耿氐管(7)。耿氐管(7)的上部和直流滤器(1)的下部均位于短轴方向所设的矩形孔即基波谐振腔(9)内，基波谐振腔(9)的一侧设有一个比其截面小的矩形孔即谐波输出波导(10)，基波谐振腔(9)的另一端设有一个半导体光敏材料，在该半导体光敏材料的外面还设有一个短路块(11)，该短路块(11)和半导体光敏材料(4)的截面形状和大小与基波谐振腔(9)的截面一，因此，短路块和半导体光敏材料(4)正好将基波谐振腔(9)的外口封上，其基波谐振腔(9)只能通过谐波输出波导(10)与外部连通。在短路块(11)的中间还设有一个放置光纤(6)的小孔，以使光纤(6)的头部发出光线能直接照射到半导体光敏材料上。其中耿氐管采用型号为WT－57型，半导体光敏材料采用本征半导体硅片，其电阻率为104Ω／厘米，本征载流子密度为1016～1017／立方厘米，介电常数11.9。使用时，将光纤的一头固定在短路块的中孔中，另一头与激光器(5)相连接，通过控制激光器(5)，就可以达到控制振荡器的工作频率的目的。
权利要求1.一种W波段光控耿氐管谐波振荡器，其特征在于该振荡器主要由直流滤波器(1)绝缘套(2)本体(3)半导体光敏材料(4)耿氐管(7)管座(8)基波谐振腔(9)谐波输出波导(10)短路块(11)所组成，绝缘套(2)位于本体(3)上部的中孔里，直流滤波器(1)位于绝缘套(2)中，管座(3)位于本体下部的中孔中，耿氐管(7)位于管座(8)中，其耿氐管(7)的上部和直流滤波器(1)的下部的均位于基波谐振腔(9)内，基波谐振腔(9)的一侧是谐波输出波导(10)，另一侧是半导体光敏材料(4)，在半导体光敏材料(4)的外侧设有短路块(11)。
2.根据权利要求1所述的W波段光控耿氐管谐波振荡器，其特征在于直流滤波器(1)为一个具有多个等距槽(1－1)的圆柱，其圆柱的外径与绝缘套(2)的内径相同。
3.根据权利要求1或2所述的W波段光控耿氐管谐波振荡器，其特征在于基波谐振腔(9)为一个长方体空间，谐波输出波导(10)也为一个长方体空间，其一边与基波谐振腔(9)相连通，另一端通向本体(3)的外面。
4.根据权利要求3所述的W波段光控耿氐管谐波振荡器，其特征在于基波谐振腔(9)的尺寸为长4.2毫米，宽1.27毫米，高6毫米。
5.根据权利要求1或2所述的W波段光控耿氐管谐波振荡器，其特征在于半导体光敏材料(4)采用本特征半导体硅片，其电阻率为104Ω／厘米，本征载流子密度为1016～1017／立方厘米，介电率数为11.9。
专利摘要W波段光控耿氐管谐波振荡器是一种用激光控制振荡器工作频率的装置，它主要由直流滤波器、绝缘套、本体、半导体光敏材料、耿氐管、管座、基波谐振腔，谐波输出波导及短路块所组成，直流滤波器位于本体的上半部，耿氐管位于本体的下半部，基波谐振腔位于本体的中部，耿氐管的上部和直流滤波器的下部均在基波谐振腔内，在基波谐谐振腔的一侧还设有半导体光敏材料和短路块，另一侧设有谐波输出波导。在短路块上还设有一通孔。
文档编号H03B9/00GK2207029SQ9423177
公开日1995年9月6日 申请日期1994年12月29日 优先权日1994年12月29日
发明者朱晓维, 陈忆元 申请人:东南大学