[实用新型]W波段光控耿氐管谐波振荡器

说明书

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。