П.В. Силивоник1, А.И. Крюков2, Г.А. Шарапов3

1, 2 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва, Россия)
3 АО «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» (Москва, Россия)
1 pavel@silivonik.ru, 2 akrukov1997@mail.ru, 3 sarius1990@ya.ru

Постановка проблемы. Исследование возможностей применения многоэлементных преобразователей в акустооптических модуляторах и дефлекторах выполнено в ряде отечественных и зарубежных работ, где показано преимущество таких преобразователей перед одноэлементными, что обусловлено, в первую очередь, способностью их при изменении частоты возбуждать сканирующий акустический пучок. Вследствие этого эффекта происходит увеличение полосы рабочих частот устройства. Кроме того, фокусирование акустической энергии, в общем случае, в нескольких главных максимумах (лепестках) диаграммы направленности позволяет получить для изотропной дифракции света на звуковом пучке сравнительно высокое значение дифракционной эффективности (~ 2–4%/Вт) во всей полосе рабочих частот. Несмотря на указанные достоинства, у многоэлементных преобразователей имеют один существенный недостаток – в зависимости от величины сдвига фаз между элементами возбуждающей структуры диаграмма направленности формируемого акустического поля имеет два или три главных максимума (лепестка). Так как работа акустооптического прибора выполняется на одном выбранном лепестке, то происходит нежелательная потеря акустической энергии, что снижает величину дифракционной эффективности дефлектора.

Цель. Фундаментальное исследование имеющихся технологий формирования пьезоэлектрического преобразователя на поверхности высокочастотного кристалла акустооптического модулятора.

Результаты. На основании существующих решений, предложена технология формирования пьезоэлектрического преобразователя на поверхности кристаллической структуры сапфира для акустооптического модулятора.

Практическая значимость. Применение данной технологии для акустооптического модулятора позволит существенно улучшить согласование входного тракта с модулятором, что позволит расширить полосу рабочих частот, уменьшить потери на преобразовании электрического сигнала в акустический и повысить динамический диапазон системы.

Силивоник П.В., Крюков А.И., Шарапов Г.А. Технологии формирования пьезоэлектрического преобразователя на поверхности кристалла акустооптического модулятора // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 6. С. 28–35. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202506-03

1. Goutzoulis A., Pape D. Design and Fabrication of Acousto-Optic Devices. New York: Marcel Dekker. 1994. 520 с.
2. Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение. М.: Радио и связь. 1978.
3. Шибаев С.С., Помазанов А.В., Волик Д.П. Методы и средства акустооптических измерений: учебное пособие. Ростов-на-Дону – Таганрог: Изд-во ЮФУ. 2018. 124 с.
4. Колесников А.И., Молчанов В.Я., Каплунов И.А. и др. Акустооптика. Тверь: ТвГУ. 2011. 112 с
5. Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. М.: Наука. 1982. 424 с.
6. Чижиков С.И., Молчанов В.Я. Способ изготовления акустооптических модуляторов. Патент РФ на изобретение № 2461097, 03.03.2011 г.
7. Диффузионная сварка материалов: Справочник / Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: Машиностроение. 1981.
8. Чернышов Ю.Л., Курдин Ю.А. Сварка кристаллов изделий твердотельной электроники // Обзоры по электронной технике. Сер. «Технология, организация производства и оборудование». 1980. В. 4 (710).
9. Shimatsu T., Uomoto M. Atomic diffusion bonding of wafers with thin nanocrystalline metal films // Journal of Vacuum Science & Technology B. 2010. V. 28. № 4. P. 706.
10. Nagisetty S.S., Severova P., Miura T. Lasing and thermal characteristics of Yb:YAG/YAG composite with atomic diffusion bonding // Laser Physics Letters. 2017. V. 14. № 1. P. 015001.
11. Sittig E.K., Cook N.D. A method for preparing and bonding ultrasonic transducers used in high frequency digital delay lines // Proc. IEEE. 1968. V. 56. № 8. P. 1375–1376.
12. Finstad T.G., Andreassen Т., Olsen Т. Characterization of evaporated gold-indium films on semi-conductors // Thin Solid Films. 1975. № 29. P. 145–154.
13. Simic V., Marincovic Z. Thin film interdiffusion of Au and In at room temperature // Thin Solid Films. 1977. V. 41. P. 57–61.
14. Bjontegaard J., Buene L., Finstad T., Lonsjo O. and Olsen T. Low temperature Interdiffusion in Au In Thin Film Couples // Thin Solid Films. 1983. V. 101. P. 253–262.
15. Sohn Y.-C., Wang Q., Ham S.-J. Wafer-level low temperature bonding with Au-In system / Proc. 57th Electronic Components and Technology Conference. Reno, NV: IEEE. 2007. P. 633.
16. Акустические кристаллы / Под ред. М.П. Шаскольской. М.: Наука. 1992.
17. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь. 1985.
18. Xu J., Stroud R. Acousto-optic devices. New York: Wiley. 1992.
19. Goutzoulis A.P., Pape D.R. Design and fabrication of acousto-optics devices. New York: Marcel Dekker. 1994.
20. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир. 1987.