DE2129381A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verstaerkung einer akustischen Welle - Google Patents

Description

Int9riu,tional Business Machines Corporation, Armonk, New York 10504

Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung einer akustischen Welle

Me Erfindung betrifft ein Verfahren zur parametrischen Verstärkung einer akustischen Signalwelle und eine Vorrichtung zur Aus-

übu ig.

Es is·; bekannt, zur Verstärkung einer akustischen Welle diese innarhslb eines nichtlinearen Übertragungemediums mit einer akustischen Pumpwelle in Wechselwirkung zu bringen· Der dadurch erzislbare Verstärkungseffekt ist aber außerordentlich gering.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genennten Art so auszugestalten, daß ein größerer Verstärkungseffekt erzielbar ist, und zwar bei möglichst geringem Aufwand, Das erfinderisch» Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß äie akustische Signalwelle in einem piezoelektrischen Medium .mit sir.er elektrischen Pumpwelle in Wechselwirkung gebracht wird und die erfinderische Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß Ui einem piesoelektriechen Substrat mit einer sich entlang der Oberfläche des Substrates erstreckenden akustischen Übertrfo'ungs strecke für die Signaltöne sich parallel zur Wellenfrorrc

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derselben erstreckende Bezirke dee Leitfähigkeitstyps n+ wirksam Bind j die an eine äußere Steuerspannung V anschließbar sind.

Im ösgensatz zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen beruht die Verstärker- oder Umwandlerwirkung, die mit der Erfindung erzielt wird, nicht auf den Nichtlinearitäten innerhalb des ÜbertragungsmediiiBis· Bs wird vielmehr eine erste Ordnung benutzt, indem die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Signalwelle um einen Betrag geändert i?ird, der viel größer ist als der nach dem Stande der Technik eraielbare. Das elektrische Feld, das zur Modulation herangezogen wird, moduliert das elektrische Feld, das die elastische oder akustische Signalwelle, die durch das piezoelektrische Medium sich fortpflanzt, begleitet. Die Veränderungen des begleitenden elektrischen Feldes übertragen sich unmittelbar auf die akustische SignsiT-selle· Die Erfindung ist anwendbar bei einem sogenannten nichtdegenerierten und bei einem degenerierten Verstärkerbe trieb, wie äiee im einzelnen weiter unten anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert wird» Die für den nichtdegenerierten Verstärkerbetrieb erforderlichen Beziehungen zwischen Fumprielle und Signalwelle werden bei der Erfindung zweckmäßig sehr einfach dadurch hervorgerufen, daß mehrere Bezirke mit einer räumlichen Periodizität Z bezogen auf die Signalwellenfortpflanzungsrichtung vorgesehen sind·

Die erfinderische Vorrichtung läßt sich sehr einfach mit den aus der flelbleitertechnik bekannten Herstellungsverfahren und Herstellungsprinzipien verwirklichen. Eine erste bevorzugte Äusführungsforra ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Substratoberfläche ein Halbleiterfilm des Leitfähigkeitstyps ρ geschichtet ist, innerhalb dessen an die Oberfläche des Substrates angrenzend die Bezirke des Leitfähigkeitstyps n+ vorgesehen sind und die mit einer Metallelektrode zum Anschluß an die Steuer-spannung VG beschichtet lot« Eine zweite bevorzugte Auofühcungs·» form 1st dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat, mit einer

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Oxytisehicht beschichtet ist und daß die Bezirke des Leitfähigkei;atyps n+ an diese Oxydschicht angrenzend innerhalb des Substrates vorgesehen sind und daß die Oxydschicht mit einer lei'ifähigen Elektrode zum Anschluß an die Steuerepannung V beschichtet ist und eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß ein piezoelektrisches Substrat auf seiner Oberfläche, entlang derer sich eine Übertragungsstrecke für die zu verstärkende akustische Signalwelle erstreckt, mit einerptotoelektrischen Schicht beschichtet ist, auf die eine den Fotoeffekt in dieser Schicht auslösende lichtquelle gerichtet ist, die im Takte der Frequenz der zu erzeugenden elektrischen Pumpwelle ein- und ausschaltbar ist«

Die 35rfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher eriZutert·

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In 5er Zeichnung zeigts Figur 1 •Figur 2 Figo* 3 4

ein erstes Ausfuhrungsbeispiel,
ein zweites Ausfiihrungsbelspiel,
ein drittes Außführungsbeispiel,

ein Vektorendiagramm sur Erläuterung des degenerierten Verstärkerbetriebs nach dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 3 und

ein VektorendiagranuE sur Erläuterung des nichtdegenerierten Verstärkerbetriebs der Aueführungsbeispiele nach Figur 1 bis 3«

TiU hier und im Folgenden von Verstärker die Rede ist, ösrin ist aser Begriff allgemein außzulegen und schließt auch einen Umifiler mit ein·

Figur 5

^iir 1 zeigt ein akustisches Verstärker element, bei dem die leitfähigkeit in einem Bereich durch einen Feldeffekt zeitmoduli-31't ist·

Bi.i piezoelektrisches Substrat ist an seiner Oberfläche 20 mit akustisch-elektrischen Übertragern 12, 14 belegt* Die Oberfläche 20 ist mechanisch oder chemisch poliert* Der Übertrager 12 ist de:? Eingangsübertrager und an eine Energiequelle 16 angeschlossen. Der Übertrager 14 ist Ausgangsübertrager und dient dazu, die vei'ßtärkte akustische Welle absunehmön*

Be: dem Verstärkerelement nach Figur 1 wird ein FQldeffekt be-

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nuUt, um die Leitfähigkeit der Schicht 18, die auf der Oberfläche 20 liegt, zu verändern. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei de:.* Schicht 18 um einen p-typisch dotierten Halbleiterfilm aus SlLtciiK, Die Oberfläche der Schicht 18, die an"die Oberfläche 20 «ies Substrates 10 angrenzt, ist poliert, damit ein inniger Kontakt der Schicht 18 mit dem Substrat 10 möglich ist* Wenn man die sneinandergrenzenden Oberflächen der Schicht 18 und dee Substmtes 10 auf Bruchteile der beteiligten Wellenlängen genau politirrfc, üann vermeidet man auch Dämpfungen der akustischen Welle an diesen Oberflächen. Auf die freie Oberfläche der Schicht 18 is»; eine Metallelektrode 22 gelegt, über die eine Steuerspannung Y_%y eingespeist vird. Der p-typisch dotierte Film weißt eine Vielsail von im Leitfähigkeitstyp n-*· dotierten Bezirken 24 auf. Diesu 3si:.rfc-.j 24 Bind mit einer Periodizität 1 angeordnet und dienen ali; Quallen und Senken für die Elektronen abhängig von der Steuer« Βρε .rung Y « Die Bezirke 21 liegen über die Leitung 21 an

Sobald eine Steuerspannung V₀. angelegt ist, die Leitfähigkeit einer dünnen Invereioneechicht 26, die Blei. > ttlang der Oberfläche 20 erstreckt· Die Bezirke 24 erniöglic}...-■?! ea, die Leitfähigkeit der Inversionsschicht 26 schneller Ir. ·* η iLngigkeit der Polarität und Stärk? der Steuerspanimng V zv. wechseln* Die Leitfähigkeit der Inversionsschicht 26 kann von hohen Isolationewerten, also einem Zustand, in dem keine Ladungsträger vorliegen, zu hohen Leitwerten wechseln· Der Verstärker ne.cfc Figur 1 kann ale degenerierter oder alß nichtdegenei ierter

betrieben werden· Im Falle eines degenerierten Yerist die Periodiaität 1 der im Leitfähigkeitstyp n+ do« frlerber, Bezirke 24 nicht kritisch, dagegen im Ealle eines nicht« aegsi.ujrierten Verstärkers iat der Abstand zwischen, diesen Bezirken wichtig und durch die Frequenz der Steuerspannung I_n bestismi;. Im einzelnen werden diese Zusammenhänge weiter unten noch näher erläutert»

Der vorstärker arbeitet wie folgt« Eine akustische Welle, die an dem Übertrager 12 eingespeist wurde, pflanzt sich entlang der

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Oberfläche 20 des piezoelektrischen Substrates 10 fort· Die aktie bische Welle wird von einem elektrischen PeId begleitet· Wenn #3ie Leitfähigkeit der Inversionsschicht 26 variiert wird, dam* wechselt auch clie Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Welle. Dies beruht auf der Tatsache, daß durch Bezirke erhöhter Leitfähigkeit in der Inversionsschicht das begleitende elektrische Feld verkürzt wird und dadurch wiederum wird die Fortpflanzungsgeschwindigkeit herabgesetzt· Wenn die Leitfähigkeit in der Inversionsschicht dagegen abnimmt, nimmt die Fortpflanzungsgeschwindigkeit in dar akustischen Welle zu. Diese Geschwindigkeitsschwanlcungen liegen in der Größenordnung von zwei bis drei Prozent bei dem Gar«· gestellten Ausführungsbeispiel. Die akustische Welle ist demnach bei Yoridehtungen nach der Erfindung in wesentlich höherem Maße beeinflußbar als nach üem Stande der Technik,

Abhängig von der Frequenz der Steuerspannung Vg wird die akustisch« Welle parametrisch verstärkt« Wenn zum Beispiel die Frequenz der Steuerapennung Y„ zweimal so hoch ist, wie öle der akustischen WeIIe₁, dann liegt ein degenerierter parametrischer Verstärker vor und die akustische Welle wird verstärkt. Da, wie bereits bemerkt, in einem degenerierten Verstärker die Periodizität ■& der Bezirke 24 vom Leitfähigkeitstyp η+ nicht wichtig ist, sind nur zwei Beairke 24 erforderlich* Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akußtlrachen Welle wird während sie unter der Inversionsschicht 26 entlanglauft moduliert, wenn die Leitfähigkeit während die akustische Welle vorliegt moduliert wird·

Das l?äeführungsbeispiel nach Figur 1 kann ale niehtdegeneriarter Verstärker betrieben werden. Es sind zu dieses Zweck vier Bezirks 24 vom Iieitfähigkeitßtyp n* ifargesehen, die mit einer Abstanäsperioäizität Z angeordnet sind. Die Anzahl dieser Bezirke ist willkUrlichi und sie sind ungefähr I breit« Die Ferioäizität t ist durch folgende Gleichung bestimmts

r (Gleichung 1)

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dabei ist i? die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Welle O^ die Frequenz der akustischen Welle und Cdi ^a^^e frequenz der Blindwelle·

Die /c-Äängigkeit zwischen Periodizität I und der Frequenz ω der angelegten Steuerspannung V wird durch folgende Gleichung beschrieben:

^ωρ ^{= 2c}s - ²J?* (Gleichung 2)

Bei \ergegebener Periodizität -ß, vorgegebener Steuerspannung V mit der frequenz ω ergibt sich eine Blindwelle mit der Geschwinäiglce i.^ r&,/k». Bei den angegebenen Periodizitäts- und Frequenz- ;e:c-;£ii können parametrische Wechselwirkungen auftreten, die zu eiinsi Verstärkung der akustischen Signalwelle führen·

]^:in ι lcatdegenerierter parametrischer Verstärker bietet den Yor- :eilj daß die Phase der eingespeisten akustischen Welle nicht auf di<5 c or Steuerspannung abgestimmt sein muß, ehe die Welle und die I?ten« rapannung in das System eingespeist wird· Phasenüberelnstim- üiinß orgibt sich nämlich selbsttätig innerhalb des Systems im Falle sines nichtdegenerierten parametrischen Verstärkers«

Iiir itm in Figur 1 dargestellten Verstärker kann man bekannte Katej'i.alien verwenden. Zum Beispiel kann das Substrat 10 irgendein piezcolektrischee Material, wie zum Beispiel Galliumarsenid, Cadmiumsulfid, Idthiumniobat (LiNbO,) usw. sein. Bei dem dargestellten AuBführungßbeiBpiel dient die Inversionsschicht 26 dazu, des die akustische "Welle begleitende elektrische Feld zu

Die i.nplitude der Steuerspannung V wird so bemessen, daß alle Ladungsträger aus der Inversionsschicht 26 verschwinden« Diese Spannung liegt gewöhnlich zwischen 5 und 10 Volt für ein Substrat

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mit einem Akzeptorenniveau von ungefähr 10 /cm und einer Gbsrflächenladung von ungefähr 10 /cm. Der Feläeffekt kann öagu. verwendet werden, eine Modulation der Leitfähigkeit der Inversionsschicht hervorzurufen» Man kann aber auch die Leitfähigkeit ändern durch eine Erschöpfungsschicht variierender Stärke» -

Me- angewendeten Frequenzen hängen von der Geometrie des Systeme um? der der eingesetzten Übertrager ab. Man kann zum Beispiel interdigitale Übertrager verwenden, um eine akustische Welle k einzuspeisen, deren Frequenz in der Größenordnung von gHz liegt. Bei einem degenerierten parametrischen Verstärker ist die Frequenz der Steuerspannung V doppelt so groß wie die der eingespeisten akustischen Welle. Der prozentuale Geschwindigkeits-wechsel der eingespeisten akustischen Welle beträgt für eine pararaetrische Verstärkung in einem nichtlinearen Medium mindestene 10"" -$· Wenn jedoch der Geschwindigkeitswechsel Δΐ?/ Ϋ 6er alcustiöchen Geschwindigkeit γ größer ist, dann ist auch die Tjarametrische Wechselwirkung größer. Durch die Erfindung sind Cfecoirnaindigkeitsänderungen Δ\?/ΐ? in der Größenordnung von 2 tie 5 ii erzielbar.

FigAr 2 zeigt ein anderes Ausführungsteispiel eines parametrifc schsn Verstärkers nach der Erfindung. Der Einfachheit halber sin3 in Figur 2far einander entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern wie in Fi^ur 1 verwendet. Nach Figur 2 wechselt die Leitfähigkeit in einem Oberflächenbereich des Substrates 10» Das Substrat dient hier also als Fortpflanzungselement für die akustische Welle und nimmt auch die Inversionsschicht auf, die durch eine aufgelegte Oxydschicht induziert ist.

Das piezoelektrische Substrat 10 besteht Veispielsweise aus Galliumarsenid und ist mit Übertragern 12 und 14 auf seiner Oberfläche belegt. Diese beiden Ül-ertrager dienen zur

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siir.i; und Abnahme der akustischen Wellen in der gleichen Weise wie iai Text zu Figur 1 beschrieben» In die Oberfläche 20 des Substrates 10 vom Leitfähigkeitstyp ρ sind Bezirke 28 vom Leitfähig lceits ty ρ η+ eingelassen, die über die Leitung 21 am Massenpotential angeschlossen sind und dem gleichen Zweck dienen wie die Bezirke 24 aus Figur 1. Sie dienen also dazu, den schnellen Wechsel der Leitfähigkeit der Inversionsschicht 30 in der Nähe der Oberfläche 20 au begünstigen und eine Periodizität bei der Modulation in einem nichtdegenerierten Verstärker einzuführen.

Auf dem Substrat 10 liegt eine Oxydschicht 32, die mit einer Metallelektrode 22 belegt ist. Die Oxydschicht erzeugt, wenn sie dursh die Steuerspannung V₃. vorgespannt ist, eine Inversionsschicht 30 in der Nähe der Oberfläche 20 innerhalb des Piezoelektrischen Substrates.

Verstärker nach Figur 2 arbeitet ähnlich wie der aus Figur Werm Dian die Steuerspannung V verändert, dann verändert man auc/i clie Leitfähigkeit der Inversionsschicht, und zwar mit einer 7r-eraenz, die der Frequenz der S teuer spannung V_r entspricht.

ch wird eine elektrische Pumpwelle wie auch beim Ausführungsiel nach Figur 1 hervorgerufen, die ihrerseits die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Welle, die entlang der Oberfläche 20 läuft, moduliert. Durch diese Fortpflanzungsgescafcindigkeitsmodulatlon wird die parametrische Verstärkung hervorgerufen.

Figur 3 zeigt einen parametrischen Verstärker, bei dem ein Fotoeffekt dazu dient, die Geschwindigkeit der akustischen Welle zu beeinflussen.

Wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist mit ";O ein piezoelektrisches Substrat bezeichnet, auf dem ein Eingangsübertrager 12 und ein Ausgangsübertrager 14 angeordnet ist* Der Eingangsübertrager 12 ist an eine verstellbare Snannungs-

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.q.uelLe 16 angeschlossen. Da die Wirkungsweise der Übertrager und des oiezoelektrischen Substrates die gleiche ist wie bei den zu-» '«»or"beschriebenen Ausführungsbeispielen sind auch im --erliegenden Aaaführungsbeispiel für entsprechende Teile gleiche Bezugs« ziffern gewählt,

Auf üer Oberfläche 20 des piezoelektrischen Substrates 10 ist eine fhotoleitfnhige Schicht 40, zum Beispiel aus Silicium, angeordnet. Mit 42 ist eine Lichtquelle, zum Beispiel ein Galliumarsenidlaser, bezeichnet, dessen Lichtstrahl auf die ?>iDtoieitfähige Schicht 40 gerichtet ist. Die Lichtquelle 42 kann mit hoher Frequenz ein« und auiägesehaltet werden. Im Falle eines degenerierten parametri-" sehen Verstärkers ist die Schaltfrequenz, mit der die lichtquelle ein- und ausgeschaltet wird₉ doppelt so hoch wie die der akustischen Welle«

Die Ptotoleitfähige Schicht 40 wird ira Falle eine3 niehtdegenerierten Verstärkers durch photoleltfähige Streifen mit einer Periodizität Z- 2Tl? ₈/ί^ω ₈""^\) entsprechend isie bei den AusfUhrungsbeispielen nach Figur 1 und 2 ersetzt. Die Beleuchtungsfrequenz der Lichtquelle 42 wird dann nach Maßgabe der Gleichung 2 gewählt, so daß sich ein nichtdegenerierter parametrischer Verstärker ergibt. _%

^ '.Der Verstärker nach Figur 3 arbeitet ähnlich wie die Verstärker

nach Figur 1 und 2. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer akustischen Welle wird durch Leitfähigkeitsänäerungsn in der photoleitfähigen Schicht 40 moduliert, die ihrerseits durch Intensitätsmodulationen des einfallenden Lichtstrahls hervorgerufen

Die Lichtintensität muß so groS gewählt werden, daß die Leitfähigkeit der photoleitfähigen Schicht 40 beeinflußt werden kann, so daß das elektrische Feld, das die akustische Welle entlang der Oberfläche begleitet_f wesentlich moduliert beziehungsweise beeinflußt werden kann* Die Frequenz der Liehtwelle kann auf das

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Kate rl al der pbatoleitf ähigen Schicht abgestimmt sein, in tier Regel kanr. man Licht beliebiger Frequenz verwenden« Ea ißt nur wichtig, caß CÜ3 Photonenenergie des Lichtstrahles größer ist als die Spal h-tmergie des piiotoleitfähigen Materials 40, damit Rekombinatiorc-n von Löchern und Elektronen hervorgerufen werden können«

In 3» S _:·ρα.^% 4 ist im Diagramm der Wellenvektor Ic gegen öie Frequenz, (D aufgetragen, fUr den Pail, daß die Verstärker gemäß Figur 1 biß 3 als degenerierte Verstärker betrieben werden« Die akustische Sigr^l-selle ist durch den Vektor a angegeben, hat die Frequenz CO.. τλ'3 -ier zugehörige Wellendektor ist k . Die Steuerspannung Y_n mit der Frequenz G^ Sleich 2αι^ entsprechend dem Vektor fc

Der v· allenvektor k ist Kuli, da es sich dabei um eine stehende Welle handelt« Es bestehen folgende Beziehungen:

<ö -Gi =ω. ■ (Gleichung 3)

ρ s χ

■a-obei O, die Blindwelle ist, die durch den Vektor c angezeigt ist U.I1Ö.

k - k„ = k. (Gleichung 4)

ρ s ι

Kobej c_H der Wellenvektor der Blindwelle c ist.

Da Is., Null ißt, kann man Gleichung 4 umschreiben zu

^ki ⁼ ""¹V

Da öie Blindwelle die Frequenz Cu^ hat und rückwärts gerichtet ist, ergit-« sich der Wellenvektor -Ic₁.

Es ergeben sich mithin folgende Gleichungen;

03 _, - M₁ = 26>_s - 0J_s β CD₈ (Gleichung 5)

Ir^₁ «, (»k_s) = 0 + k_s = k_s (Gleichung 6)

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Die Umwandlung der Gleichung 3 führt also au dem Ergebnis, daß die Pumpwelle und die Blindwelle miteinander in Wechselwirkung getreten sind und eine Welle der Frequenz (D₀ erzeugt haben. Da das Moment erhalten bleibt, sind also Pumpwelle und Blindwelle miteinander in Wechselwirkung getreten ,und haben eine Welle er-· zeugt, die in vorwärtiger Richtung sich fortpflanzt mit dem Wellenvektor k_ß· Dabei handelt es eich also um eine Verstärkung der eingespeisten akustischen Signalwelle»

In 3¹XgUr 5 ist das entsprechende Diagramm für den niehtdegenerierten Betrieb der AusführungBbeispiele nach Figur 1 bis 3 dcrge-™ stellt. Auch in Figur 5 ist mit a der Vektor der akustischen Signalwelle, die die Frequenz ω hat und deren Wellenvektor k lautet, bezeichnet· Der Vektor k entspricht der angelegten Steuerspanfjtng mit der Frequenz CO und dem Wellenvektor k · Die Wechselwirkung der akustischen Welle a und der elektrischen Purapwelle b erzeugt eine Blindwelle c der Frequenz 03. mit dem Wellenvektor k., der negativ ist· Die Blindwelle und die Pumpwelle treten in Wechselwirkung und geben Energie an die Signalwelle a ab.

Mit den dargestellten parametrischen Verstärkern kann die Geschwindigkeit einer aicüstischen Signalwelle moduliert werden, um auf diese Weise einen parametrischen Verstärkungseffekt zu er- ^ zielen. Die Frequenz, mit der die akustische Welle moduliert wird, ist doppelt so groß wie die Frequenz der akustischen Welle* Man kam:, jedoch auch eine willkürliche Modulationsfrequenz verwenden, wenn, das Medium, in dem die Welle übertragen wird, die Energie und öas Moment .au der Frequenz der Blindwelle umwandelt«

Die Verstärker nach Figur 1 bis 3 können einfach mit bekannten Halbleitermaterialien und Verfahren der Dünnfilmtechnologie hergestellt werden·

Die Schicht 18 mit unterschiedliehen leitfähigkeitebezirken geiräß Figur 1 kann man zum Beispiel epitakt!fach "auf dem ple.soelektri-

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sehen Substrat 10 wachsen.lassen· Man kann auch einfach eins Schicht des Leitfähigkeitstyps ρ auftragen und dann durch Ionenin-3ei£tion die Bezirke 24 des Leitfähigkeitstyps n+ erzeugen. Die Anordnung der Übertrager auf dem Substrat kann beispielsweise mit phot:>slektrischen Aetzverfahren erfolgen. Diese Übertrager bestehen im einfachsten Fall aus elektrisch leitenden Metallstreifen*, die in der Form wie in der Zeichnung dargestellt ausgebildet und an elektrische Zuleitungen angeschlossen sind»

Die Oxydschieht 32 aus Figur 2 kann man direkt auf dem Substrat erzeugen und dann die Bezirke 28 durch Diffusion hervorrufen. Die Inversionsschicht kann von vornherein durch eine sehr dünne thermisch Oxydschicht der Stärke von wenigen hundert Angström erzeugt werden. Der Oxydwechsel, der die ursprüngliche Inversion bestimmt, kann durch Glühverfahren eingestellt werden» Das Auftragen der Elektrode 22 kann ebenfalls mit bekannten Methoden erfolgen.

Bei dam Ausführungsbeispiel nach Figur 3 kann die photoleitfähige SchitJ.it 40 direkt in Kontakt mit dem piezoelektrischen Substrat atehfi.i und auf dieser aufgedampft, aufgesprüht, im Vakuum niedergeschlagen oder auf andere Weise aufgetragen aein.

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   4- Juni 1971

   ANSPRÜCHE

   J Verfahren zur parametrisehen Verstärkung einer akustischen Signalwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Signalwelle in einem piezoelektrischen Medium mit einer elektrischen Pumpwelle in Wechselwirkung gebracht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem piezoelektrischen Substrat (10) mit einer sich entlang der Oberfläche (20) des Substrates erstreckenden akustischen itbertragungsstrecke für die Signalwelle sich parallel zur Wellenfront derselben erstreckende Bezirke des Leitfähigkeitstyps n+ wirksam sind, clie an eine äußere Steuerspannung V anachließbar sind,
3. 3. Vorrichtung nach AnsOruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bezirke (26,28) mit einer räumlichen Periodizität & bezogen auf die Signalwellenfortpflanzungsrichtung vorgesehen sind,
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennseichnet, daß

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   die Bezirke bezogen auf die Signalwellenfortpflanzungsrich" tung eine Breite t, so groß wie die halbe Größe der Periodizitat -6 haben.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden VorriehtungsansprUche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Subetratoberflache (20) ein Halbleiterfilm (18) des Leitfähigkeitstyps ώ geschichtet ist, innerhalb dessen an die Oberfläche (20) des Substrates (10) angrenzend die Bezirke (24) des Leitfähigkeitstyps n+ vorgesehen sind und die mit einer Metallelektrode (22) zum Anschluß der Steuerspannung V beschichtet ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da3 das Substrat (10) mit einer Oxydschicht (32) beschichtet ist und daQ die Bezirke (28) des Leitfähigkeitstyo.s n+ an diese Oxydschicht (32) angrenzend innerhalb des Substrates (10) vorgesehen sind und daß die Oxydschicht (32) mit einer leitfähigen Elektrode (22) zum Anschluß an die Steuersuannung V beschichtet ist.
7. 7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oiezoelektrisches Substrat (10) auf seiner Oberfläche (20 λ entlang derer sich eine Übertragungsstrecke für die zu verstärkende akustische Signalwelle erstreckt, mit einer pbotoelektrischen Schicht (40) beschichtet ist, auf die eine den Fotoeffekt in dieser Schicht (40) auslösende Lichtquelle (42) gerichtet ist, die im Takte der Frequenz der zu erzeugenden elektrischen PumTwelle ein- und ausschaltbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprilche. dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn und am Ende «3er Übertragungestrecke ein elektroakustischer beziehungsweise akustoelektrischer Übertrager (12,14) an das piezoelektrische Substrat (10) angeschlossen ist.

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