DE2813445A1 - Akustische wellenanordnungen - Google Patents
Akustische wellenanordnungenInfo
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Description
PHB. 32 VA/EVH.
5.3.1978.
Akustische Wellenaiiordmmgen
Die Erfindung bezieht sich auf eine akustische Wellenanordnung mit einem Substrat, das struktuell derart
orientiert ist, dass die Fortpflanzung akustischer "surface-skimming" (=sofort unter der Oberfläche auftretender)
Massenwellen in dem Substrat in der Nähe einer vorbestimmten Oberfläche des Substrats gefördert wird, wobei ein Wandler
auf dieser Oberfläche zur Kopplung mit den genannten Wellen angeordnet ist.
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PUB. 32 5 - 2 -5 5.3.78.
Ein Aufsatz über die Erzeugung von akustischen Massenwellen durch interdigitale Wandler wurde von
R.F. Mitchell in "Proceedings of the I.E.E.E." 197^,
"Ultrasonics Symposium", S. 313 veröffentlicht. In diesem
Aufsatz ist nachgewiesen, dass sich eine Anzahl von bis zu drei gesonderten akustischen Massenwellen in jeder beliebigen
Richtung in einem unbegrenzten Feststoff fortpflanzen können. Eine dieser Wellen, und zwar die Longitudinal- oder
Kompressionswelle, weist eine Teilchenbewegung auf, die zu der Fortpflanzungsrichtung nahezu pax^allel ist; die
beiden anderen Wellen, und zwar die Schubwellen, weisen Teilchenbewegungen auf, die zueinander und zu der Teilchenbewegung'
der Longitudinalwelle senkrecht sind. In gewissen Fortpflanzungsrichtungen in bestimmten Materialien weisen
die beiden Schubwellen die gleiche Geschwindigkeit auf und können somit nicht voneinander unterschieden werden;
die Richtung der Teilchenbewegung wird dann nur durch den die Wellen erzeugenden Mechanismus bestimmt. Im allgemeinen
weisen jedoch die Schubwellen verschiedene Geschwindigkeiten auf und sind ihre Teilchenbewegungen in bezug auf die
Kristallstruktur voneinander verschieden und werden nur durch die Fortpflanzungsrichtung und das verwendete
Material bestimmt. Im vorgenannten Aufsatz von R.F. Mitchell
sind Verfahren beschrieben, durch die die Orientation der Oberfläche in bezug auf die Kristallstruktur des Substx-äts
809841 /0816
PHB. 32 572I-.
- (θ 5.3-78.
und des Wandlers auf der Oberfläche derart gewählt wird, dass die Erzeugung einer oder mehrerer dieser Massenwellen
gefördert oder unterdrückt w.ird. Weiter ist gezeigt,
dass nur eine Longitudinalwelle oder eine Schubwelle, deren Eigenteilcheiibewegung zu der Oberfläche nahezu
parallel ist, (eine "horizontal polarisierte Schubwelle")
sich über erhebliche Abstände in der Nähe von und parallel zu der freien Oberfläche eines Feststoffsubstrats fortpflanzen
kann.
Eine akustische Wellenanordnung der obengenannten Art ist beschrieben in einem Aufsatz von T.I.Browning und
M.F. Lewis in "Electronics Letters" vom 3.März 1977,
Band 13, Nr. 5, S. 128 bis 130. In der Zusaininenfassiuig
am Anfang dieses Aufsatzes wird erwähnt: "Eine wichtige neue Familie akustischer Yellenanordnungeii ist beschrieben,
die die Einfachheit, Vielseitigkeit und Planarkonstruktion
akustischer Oberflächenwellenanordnungen sowie die günstigen
Eigenschaften von Massenwellenanordnungen, und zwar eine
hohe Geschwindigkeit, eine geringe Dämpfung, eine gute TemperaturStabilität und eine Unempfindlichkeit gegen
Oberflächenverunreinigungen, aufweist". In diesem Aufsatz
wird der vorgenannte Aufsatz von R.F. Mitchell in bezug auf akustische Massenwellen, die sich in der Nähe von und
parallel zu der freien Oberfläche eines FeststoffSubstrats
fortpflanzen können, bestätigt. Der Aufsatz beschreibt eine besonders geeignete Familie von Quarzschnittflächen
809 8 U/0816
PHB. 32
-, 5.3.78.
- K -Λ
für diese ¥ellen benutzende Anordnungen,erwähnt, dass
diese Anordnungen für gewisse Anwendungen sehr günstig sind, insbesondere für Bandpassfilter und stabile Hochfrequenzoszillatoren,
betont, dass in diesen Anordnungen diese Wellen längs der Oberfläche gebündelt und von dem
Ausgangswandler, schon lange bevor sie die untere Fläche der Probe erreichen, empfangen werden, und gebraucht
ausserdem den Ausdruck "Surface-skimming" (^sofort unter
der Obez^flache auftretende) Massenwellen, um diese
Wellen zu unterscheiden.
Im Nachstehenden ist hier unter einer akustischen
sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwelle eine akustische Massenwelle zu verstehen, die sich nahezu
parallel zu und in der Nähe von einer Oberfläche eines Substrats fortpflanzt. Es sei bemerkt, dass der Charakter
der Massenwellenstörungen durch das Vorhandensein der freien Oberfläche etwas abgeändert wird. Im Nachstehenden
umfasst der Ausdruck "Massenwelle" Wellen, die solchen geringen Abänderungen unterworfen sind, wobei sie ihre
kennzeichnenden Eigenschaften, und zwar ihre Teilchenbewegung
nahezu in der Fortpflanzungsrichtung (Longitudinalwelle)
oder nahezu senkrecht zu dieser Richtung (Schubwellen) , nicht verlieren.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, akustische Wellenanordnungen von dem vorher definierten Typ
8098 k1/0816
PHB. 32 51h. 5.3-78.
anzugeben, die jedoch, akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenstehwellen benutzen und
■die Anordnungen ersetzen, die eine durch, zwei Wandler
gebildete Verzögerungsleitung enthalten, und die insbesondere in dem vorgenannten Aufsatz in "Electronics
Latters" beschrieben sind und akustische sofort unter
der Oberfläche auftretende Massenwandlerwellen benutzen.
Nach der Erfindung ist eine derartige akustische Vellenanordnung dadurch gekennzeichnet, dass zwei ein—
ander gegenüber liegende Endflächen des Substrats derart ausgeführt sind, dass sie die genannten sich in der
Nähe der genannten Oberfläche fortpflanzenden Wellen mehrfach
reflektieren und einen Hohlraumresonator bilden, der eine akustische sofort unter der Oberfläche auftretende
Massenstehwelle bei einer vorbestimmten Frequenz aufrechterhalten kann, und dass der genannte Wandler in dem
genannten Hohlraumresonator zur Kopplung mit akustischer sofort unter der Oberfläche auftretender Massenstehwellenenergie
bei der genannten Frequenz angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Reflexion akustischer sofort unter der Oberfläche
auftretender Massenwellen an Endflächen des Substrats
an sich zweckmässiger als die Reflexion von akustischen Rayleigh-Oberflächenwellen ©n periodischen reflektierenden
Rastern ist, die in üblichen Rayleigh-Wellenresönator-
8098 4 1/0816
PHB. 32 571+.
5.3.78.
anordnungen verwendet werden, wie sie z.B. in US-PS 3
beschrieben sind, wodurch hohe Gütefaktoren leichter erhalten werden können. Auch kann der Umfang des Hohlraumresonators
in geeigneten Fällen einfach dadurch geändert werden, dass die Endflächen des Substrats geschliffen werden. Dadurch
wird nach der Herstellung eine leichte Abstimmung der Resonanzfrequenz in einem grossen Bereich erhalten. Eine
derartige Abstimmung ist in Kayleigh-Wellenresoriatoren
nicht möglich und kann nur in beschränktem Masse bei üblichen Massenwellenresonatoren erfolgen.
Nach, einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der genannte Wandler derart angeordnet, dass ei' die Kopplung mit Rayleigh-Yellen bei der genannten Frequenz
unterdrückt. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit
an der genannten Oberfläche im genannten Hohlraumresonator neben dem genannten Wandler angeordnet, wobei
die Geschv.'indigkeit der genannten akustischen sofort unter der Oberfläche auftretenden Massenwellen herabgesetzt
wird, wodurch die Fortpflanzung der genannten Wellen gefördert
wird, während sich die genannten Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit und der genannte Wandler
über nahezu den ganzen Abstand zwischen den genannten zwei Endflächen erstrecken. Nach einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der genannte
0 9 8 4 1/0816
PHB. 32 - AO 5.3.78.
Wandler über nahezu den ganzen Abstand zwischen den genannten
zwei Endflächen.
Die im vorhergehenden Absatz beschriebenen Eigenschaften
tragen zu dem Wirkungsgrad der Kopplung mit und der Aufrechterhaltung von Energie akustischer sofort
unter der Oberfläche auftretender Massenwellen bei, weiche
Eigenschaften insbesondere erwünscht sind, um die hohen
Gütefaktoren zu erzielen, die für Resonatoranordnungen
erforderlich sind.
Zwei akustische Wcllenanordnungen nach der Erfindung
können in ein elektrisches Dandpassf11ter aufgenommen
sein, in dem der genannte Wandler in einer der Anordnungen einen EinyangswandJer bildet, der akustische sofort unter
der Oberfl äclif auf tretende Mas:>enwellenenergie in den
Hohlraum dieser Anordnung einstrahlt, die darin akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenstehwellenenergie
erzeugt, wobei MltteL zur Kopplung der Hohlraurnresonatoren
der beiden Anordnungen vorhanden sind, wodurch . akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenstehwellenenerghe
in dem Hohlraumresonator der anderen Anordnung erzeugt wird, während der genannte Wandler in
der anderen Anordnung einen Ausgangswandler bildet, der akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwellenenergie
von dem Hohlraumresonator der anderen Anordnung empfängt.
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2R13U5
Τ-ΉΒ. 32 57^.
_ $. -* 5.3.78.
Das im vorhergehenden Absatz beschriebene Bandpassfilter kann derart abgeändert werden, dass eine der genannten
Endflächen jeder der beiden Anordnungen durch mindestens ein periodisches reflektierendes Raster an
der Oberfläche eines einzigen Substrats ersetzt ist, wobei die beiden genannten Anordnungen miteinander fluchten,
und dass das genannte mindestens eine periodische Raster eine Reflexionsfähigkeit aufweist, die den Durchgang
akustischer sofort unter der Oberfläche auftretender Massenwellenenergie durch dieses Raster gestattet, wodurch
die genannten Mittel zur gegenseitigen Kopplung der Hohlraumresonator en der beiden Anordnungen erhalten werden.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig.. 1 einen Resonator mit einem einzigen Wandler, der die Fortpflanzurigsoberflache bedeckt;
Fig. 2 einen Resonator mit mehreren Wandlern, die zusammen die Fortpflanzungsobcrflache bedecken;
Fig. 3 einen Resonator mit metallischen oder dielektrischen Abdeckschichten, mit deren Hilfe die
sofort unter der Oberfläche auftretende Massemvelle möglichst auf das Fortpflanzungsoberflächengebiet
beschränkt wird.
Fig. h einen Resonator, der allgemeine Mittel
809841 /0816
- r-
ΓΗΕ.
5-3.78
zum Selektieren der Substratorientation bildet;
Fig. 5 einen Resonator, der besondere Mittel zum Selektieren der Substratorientation Tür ein keramisches
Material bildet;
Fig. 6 zwei Resonatoren, die unter Verwendung eines Mehrstreifenkopplers miteinander gekoppelt sind;
Fig. 7 zwei Resonatoren, die durch Wandler miteinander
gekoppelt sind, und
Fdg. 8 zwei Resonatoren, die akustisch miteinander gekoppelt sind.
Fdg. 1 zeigt ein piezoelektrisches Substrat a und einen Wandler b, der derart auf einer Fortpflanzungsoberfläche
c angeordnet ist, dass er eine akustische Massenwelle nahezu parallel zu der Oberfläche aussendet,
wobei diese Welle eine akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwelle ist, die auf zweckmässige
Weise an Endflächen d reflektiert werden kann, die zu bed.den Seiten des Wandlers angeordnet sind, wodurch eine
Stehwellenresonanz zwischen den Endflächen bei einer gewählten Betriebsfrequenz erhalten werden kann. Diese
Flächen d sind vorzugsweise zu den Wellenfronten der Welle nahezu parallel und können auch zu der Oberfläche c
senkrecht sein. Der Wandler ist ein interdigitaler Wandler, der wenigstens die erforderliche akustische
sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwelle bei
809841/0816
PHB. 32 57^.
- yo - 5.3.78.
der Betriebsfrequenz erregen kann. Der Wandler kann z.B. durch Änderung der Länge, des gegenseitigen Abstandes
und der Anzahl der ihn bildenden Elektroden derart ausgebildet werden, dass der Frequenzbereich beschränkt wird,
in dem die erforderliche akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwelle oder andere akustische
Störungen erzeugt werden. Z.B. kann der Wandler derart ausgebildet sein, dass die Erzeugung einer Rayleigh-Welle
bei oder um die Frequenz einer erforderlichen akustischen sofort unter der Oberfläche auftretenden Massenwellenresonanz
nahezu unterdrückt wird. Es ist notwendig, dass der Wandler b derart in bezug auf die reflektierenden
Endflächen d angeordnet wird, dass eine wirksame Korjplung mit dem erforderlichen Resonanzmustcr, d.h. mit akustischer
sofort unter der Oberfläche auftretender Massenstehwellenenergie,
bei der gewählten Betriebsfrequenz hergestellt wird. Dies erfordert gewöhnlich, dass die Elektroden des
Wandlers nicht alle an Knoten des Spannungsstehwollenmusters,
das zu der erforderlichen Resonanz gehört, angeordnet sind. Die gegenüberliegende Oberflache des Substrats
kann in bezug auf die Fortpflanzungsoberflache aufgerauht
oder eckig gemacht sein, um unerwünschte Moden zu unterdrücken.
Das verwendete Substrat kann eine Probe eines einkristallinen piezoelektrischen Materials, wie Qu sir ζ ,
809841/0816
ORIGINAL INSPECTED
PHB. 32 57^.
-Vl- 5.3.78.
Lithiumniobat, Wismutsiliciumoxid oder piezoelektrisches
keramisches Material, sein; auch kann es durch eine geschichtete Struktur gebildet werden, die eine Anzahl
von Schichten enthält, von denen eine oder mehrere piezoelektrisch
sein können.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt sich der Wandler b über nahezu den ganzen Abstand zwischen den
Endflächen d und beanspruclit nahezu den ganzen Abstand
zwischen den Endflächen d und somit nahezu die ganze freie Oberfläche, unter der sicli die Welle fortpflanzt.
Dies ist ein Beispiel einer Massnahrae, die getroffen ist,
um die Geschwindigkeit der akustischen sofort unter der Oberfläche auftretenden Massenwe.il e in dem Oberf lächer;-gebiet,
in dem sich diese Welle f or tpf laiizt, in bezug auf
die Geschwindigkeit herabzusetzen, die dieselbe Welle
beim Fehlen solcher Massnalimeii aufweisen würde, damit
die Massenwelle möglichst aiii" das Oberflächengebiet
beschränkt wird. Für denselben Zweck können auch andere Massnahmen getroffen werden; z.B. kann das Oberflächengebiet,
z.B. durch Diffusion oder Ionenimplantation, derart behandelt werden, dass die chemische Zusammensetzung
und/oder die mechanischen Eigenschaften in dem Oberflächengebiet
geändert werden und dadurch die Geschwindigkeit herabgesetzt, wird. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass mehrere Wandler derart angeordnet sein
80 1)341/08 ,6
PHIj. 32 574.
45
28 1'
- V? - 5.3.78.
können, dass sie zusammen nahezu die ganze genannte freie Oberfläche bedecken, und diese Wandler können
einen oder mehrere Eingangswandler, die gegebenenfalls,
aber nicht notwendigerweise, mittels zusätzlicher elekirischer
Schaltungen oder Verbindungen miteinander verbunden sein können, und einen oder mehrere Ausgangswandler
umfassen, die gegebenenfalls, aber nicht notwendigerweise, mittels zusatz].icher Schaltungen oder Verbindungen miteinander
verbunden sein können; als ein Beispiel dieser Möglichkeit zeigt Fig. 2 drei interdigitale Wandler e, f
und g, wobei der Wandler e mit einem Eingang Ii verbunden
ist und die Wandler f und g mit Belastungsimpedanzen j bzw. k verbunden sind. Eine weitere Möglichkeit besteht
darin, dass metallische oder dielektrische Schichten auf denjenigen Teilen der genannten freien Oberfläche
abgelagert werden, die nicht mit Wandlern bedeckt sind. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, können diese Schichten
ein ununterbrochenes Gebiet 1 bilden oder die Form elektrisch isolierter, aber nahe beieinander liegender
Streifen m oder Punkte η aufweisen.
Die akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwelle, die die Resonanz bildet, kann
entweder eine sich nahezu parallel zu der Oberflächefortpflanzende
Longitudinal\v'elle oder eine Schubwelle mit einer Teilclienbewegung nahezu parallel zu der
ORIGINAL INSPECTED 809841/0816
PHB. 3^ 5 7h.
28 13 A 4 5
- VS - 5-3.78.
Oberfläche ("horizontal polarisiert") und nahezu parallel zu der Oberfläche wandernde Schubwelle sein. Das Verfahren
zum Selektieren der Orientation der Oberfläche und der Fortpflanzungsrichtung in bezug auf die Kristallstruktur
des Substrats kann die aus dem vorgenannten Aufsatz von Mitchell bekannte Information über Einkristallsubstrate
benutzen; Ahnliche Prinzipien treffen für Mehrschichtenmaterialien
zu. Die Orientation kann derart gewählt werden, dass nur eine Longitudinalwelle, oder nur eine horizontal
polarisierte Schubwelle von dem Wandler erzeugt werden kann. Die Orientation kann ausserdem, oder als Alternative,
derart gewählt werden, dass die Änderung der Verzögerung
mit der Temperatur für die gewählte Velle nahezu gleich Null ist. Im Falle einer horizontal polarisierten Schubwelle
kann die Orientation ausserdem, oder als Alternative, derart gewählt werden, dass die Fortpflanzungsgeschwindigkeit
der Schubwelle niedriger als die jeder anderen akustischen Vanderwelle ist, die sich in der gewählten
Richtung fortpflanzen kann. Auch kann die Orientation derart gewählt werden, dass die Geschwindigkeit der
sofort unter der Oberfläche auftretenden Massenwelle niedriger als die jeder anderen akustischen ¥elle ist,
die von den Wandlermitteln bei der Resonanzfrequenz erzeugt werden kann.
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PHB.
Bei Anwendung eines besonderen Substratmaterials kann die richtige Orientation dadurch gewählt werden,
dass eine Richtung selektiert wird, in der eine Massenschubwelle irgendeine gewünschte Eigenschaft aufweist,
und dass der Resonator derart aufgebaut wird, dass die Oberfläche sowohl die Richtung der Teilchenbeweguiig der
genannten Schubwelle als auch die gewählte Richtung enthält, Die erforderliche Eigenschaft kann z.B. ein Tempcraturverzögerungskoeffizient
nahezu gleich Null bei einer bestimmten Temperatur sein; in diesem Falle kann, wenn
das Substrat aus Quarz besteht, die gewählte Fortpf1anzungsrichtung
die Richtung senkrecht zu der AT-, BT-. oder einer anderen bekannten -Schnittfläche mit einem Temx>eraturkoeffizicnten
gleich Null sein. Der Wandler (die Wandler) ist (sind) derart angeordnet, dass er (sie) die Welle
nahezu in der genannten Richtung aussendet (aussenden); da interdigitale Wandler verwendet werden, liegen die
Elektroden naheau parallel zu der zugehörigen Schubwellenteilchenbewegung. Fig. k zeigt die Endflächen zum
Reflektieren der Welle, die nahezu parallel zu der Richtung ρ der Teilchenbewegung der Schubwelle geschnitten
sind, senkrecht auf der freien Oberfläche r stehen und durch nahezu eine ganze Zahl von Halbwellenlängen der
Schubwelle bei der genannten Resonanzfrequenz voneinander getrennt sind. Die Richtung q der Schubwellenf or l.pf lanziang
ORSGlNAL INSPECTED 809841/0816
PUB. 32 ZIh.
5 5-3.78.
nach Fig. k weist einen Temperaturverzögerungskoeffizienterj
nahezu gleich Null für die Schubwelle auf. In einem Beispiel stimmen die Endflächen S in Fig. k überein
mit den Flächen in einer AT- geschnittenen Quarz-Platte für einen Massenwellen-Oszillator, die als Hauptflachen
dienen und die Elektroden zur Anregung der Massenwellen tragen.
Nach Fig. 5 soll bei Anwendung eines piezoelektrischen
keramischen Substrjits die Orientation derart sein, dass
die freie Oberfläche die Polarisationsrichtung enthält.
Die Elektroden des (der) interdigittilen Waridler(s) sind
vorzugsweise nahezu parallel zu der Polarisationsriclitung t,
damit eine Schubwelle in einer Richtung senkrecht zu der Polarisation und parallel zu der freien Oberfläche u
ausgesandt wird. Die Endflächen ν zum Reflektieren der Welle können nahezu parallel zu der Polarisatiüiisriehtung
geschnitten werden, stehen nahezu senkrecht auf der freien Oberfläche und sind durch nahezu eine ganze Zahl
von Halbwollen der Schubwelle bei der erforderlichen Resonanzfrequenz voneinander getrennt.
Zwei oder mehr Resonatoren, z.B. der obenbeschriebenen Art, können miteinander gekoppelt werden,
um ein Baiidpassfilter zu bilden. Die Kupplungsmittel
können aus einem oder mehreren Mehrstreifenkopplern oder
Wandlern bestehen, die derart angeordnet sind, dass das
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"FHB. 32 51h.
4α 28 1347,5
- 5.3-78.
Vorhandensein der erforderlichen Resonanz in einem Resonator
eine Resonanz in dem (den) anderen Resonator(en) mit
Hilfe der Kopplungsmittel erzeugt. Fig. 6 zeigt zwei Resonatoren, die durch reflektierende Endflächen z, einen
interdigitalen Wandler χ in jedem Hohlraumresonator, einen Melirstreif enkoppler w zur gegenseitigen Kopplung der beiden
Hohlraumresonatoren und metallene oder dielektrische Abdeckschichten y gebildet werden; der Koppler w und die
Abdeckschichten y bilden Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit neben den Wandlern x, die die Fortpflanzung
akustischer sofort unter der Oberfläche auftretender Massenwellen in den Resonatoren fördern. Fig. 7 zeigt
zwei Resonatoren, die durch reflektierende Endflächen ο ,
einen Eingangswandler ^C/ in einem Hohlraumresonator und
einen Ausgangswandler fb im anderen Hohlraumresonator,
elektrisch 'miteinander verbundene Kopplungswandler T und metallene oder dielektrische Abdeckschichten t- gebildet
werden; die Kopplungswandler 1 und die Abdeckschichten L·
bilden Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit neben den Wandlern 1^ und Π , die die Fortpflanzung akustischer
sofort unter der Oberfläche auftretender Massenweilen
in den Resonatoren fördern. Fig. 8 zeigt zwei Resonatoren, die fluchtend hintereinander angeordnet sind. Jeder '
Resonator enthält eine reflektierende Endfläche dd und die andere reflektierende Endfläche jedes Resonators ist
4 1/0816
PHB. 32 _. .
28IfUAS 30
- Τ? - 5.3.78.
durch, ein periodisches reflektierendes Raster cc ersetzt.
Die Elemente des Rasters cc sind als Nuten dargestellt, aber können metallene oder dielektrische Abdeckschichten
oder andere Störungen der akustischen Eigenschaften des Oberflächengebietes sein, damit eine teilweise Reflexion
erhalten wird, wobei die unreflektierte akustische sofort
unter der Oberfläche auftretende Massenwellenenergie die Kopplung herstellt. Ein Resonator enthält einen
Eingangswandler aa und der andere Resonator enthält einen Ausgangswandler bb.
Wenn zwei oder mehrere Resonatoren miteinander gekoppelt oder in derselben elektrischen Schaltung oder
demselben Teilsystem verwendet werden, können die unterschiedliehen
Resonatoren verschiedene ganze Zahlen von Halbwellenlängen bei ihren respektiven Resonanzfrequenzen
enthalten.
8098 A1/0816
Claims (6)
- <?Η6. 3228i:5-3.78PATENTANSPRÜCHE( 1 . Akustische ¥ellenanordiiung mit einem Subs trat, das struktuell derart orientiert ist, dass die Fortpflanzung akustischer "surface-skimming" (= sofort unter der Oberfläche auftretender) Massenwellen in dem Substrat in der Nähe einer vorbestimmten Oberfläche des Substrats gefördert wird, wobei ein Yandler auf dieser Oberfläche zur Kopplung mit den genannten Wellen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüber liegende Endflächen (d) des Substrats (a) derart angeordnet sind, dass die genannten Wellen, die sich in der Nähe der genannten Oberfläche (c) fortpflanzen, mehrfach reflektiert werden, und dass ein Hohlraumresonator gebildet wird, der eine akustische sofort unter der Oberfläche (c) auftretende Massenstehwelle bei einer vox'lier bestimmten Frequenz aufrechterhalten kann, und dass der genannte Wandler (b) in dem genannten Hohlraumresonator zur Kopplung mit akustischer sofort unter der Oberfläche auftretender Massenstehwellenenergie bei der genannten Frequenz angeordnet ist (Fig. 1).
- 2. Akustische Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Wandler (b) derart angeordnet ist, dass die Kopplung mit Rayleigh-Wellen bei der genannten Frequenz unterdrückt wird.ORIGINAL IKSPECTED09841/0816PHB. 325-3.78.
- 3. Akustische Wellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (b, g; n, m, l) zur Herabsetzung der Geschwindigkeit an der genannten Oberfläche in dem genannten Ilohlraumresonator neben dem genannten Wandler angeordnet sind, um die Geschwindigkeit der genannten akustischen sofort unter der Obex^fläche auftretender Massenwellen herabzusetzen, wodurch die Fortpflanzung der genannten Wellen gefördert wird, und dass die genannten Mittel zur Herabsetzung der Geschwindigkeit und der genannte Wandler sich über nahezu den ganzen Abstand zwischen den genannten zwei Endflächen erstrecken (Fig. 2; 3).
- 4. Akustische Wellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der genannte Wandler (b) über nahezu den ganzen Abstand zwischen den genannten beiden Endflachen erstreckt (Fig. 1) ·
- 5. Elektrisches Bandpassfilter, das zwei akustische Wellenanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Wandler (x) in einer der Anordnungen einen Eingangswandler bildet, der akustisch sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwellenenergie in den Hohlraumresonator dieser Anordnung einstrahlt, die darin akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenstehwellenenergie erzeugt;0 9 8 4 1/08 !628I3A45PHB. 32 57h. 5-3.78.dass Mittel (w) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Hohlraumresonatoren der beiden Anordnungen miteinander gekoppelt werden, wodurch akustische sofort unter der Oberfläche auftretende Massenstehwellenenergie in dem Hohlraumresonator der anderen Anordnung erzeugt wird, und dass der genannte Wandler (x) in der anderen Anordnung einen Ausgangswandler bildet, der akustisch sofort unter der Oberfläche auftretende Massenwellenenergie von dem Hohlraumresonato}- der anderen Anordnung empfängt. (Fig. 6)
- 6. Bandpassfilter nach Anspruch 5? das derart abgeändert ist, dass eine der genannten Endflächen jeder der beiden Anordnungen durch mindestens ein periodisches reflektierendes Raster (cc) an der Oberfläche eines einkristallinen Substrats ersetzt ist, wobei die zwei Anordnungen miteinander fluchten, und dass das genannte mindestens eine periodische Raster eine Reflexionsfähigkeit aufweist, die den Durchgang akustischer sofort unter der Oberfläche auftretender Massenwellenenergie durch dieses Raster gestattet, wodurch die genannten Mittel zur gegenseitigen Kopplung der Hohlraumresonatoren der beiden Anordnungen erhalten werden. (Fig. 8)=* ORiGiNAL INSPECTED 80984 1/0613
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