DE4406501C2 - Oberflächenwellen-Konvolver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberflächenwellen-Konvolver, der die Nichtline­ arität von akustischen Oberflächenwellen ausnutzt, insbesondere einen Kon­ volver, bei dem ein piezoelektrischer ZnO-Dünnfilm auf einem piezoelektri­ schen Substrat aus einem LiNbO₃-Einkristall angeordnet ist.

Derartige elastische Konvolver sind Signalverarbeitungseinrichtungen, die zur Bildung des Faltungsintegrals von zwei Eingangssignalen dienen und dabei das nichtlineare Verhalten eines piezoelektrischen Körpers ausnutzen. Es ist ein Oberflächenwellen-Konvolver dieser Art bekannt, in dem ein Multistrip- Koppler, im folgenden als MSC bezeichnet, vorgesehen ist. Ein Beispiel eines Oberflächenwellen-Konvolvers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist be­ kannt aus der Veröffentlichung Dr. H.-P. Graßl, Oberflächenwellenbauelement als Konvolver, in: Elektronik, Heft 6, 1985, S. 61 bis 66. Ein weiteres Beispiel eines solchen Konvolvers ist in Fig. 8 gezeigt.

Der Konvolver 1 weist als piezoelektrischen Körper ein Substrat 2 auf, das aus einem piezoelektrischen LiNbO₃-Einkristall besteht. Eingangs-Interdigital­ wandler 3 (im folgenden als Eingangs-IDTs bezeichnet) sind jeweils in der Nähe der beiden Endflächen 2a und 2b des Substrats 2 ausgebildet. Die Ein­ gangs-IDTs 3 werden jeweils durch zwei Kammelektroden gebildet, deren Elektrodenfinger ineinandergreifen.

In der Mitte einer Fläche zwischen den Eingangs-IDTs 3 ist eine Wellen­ leiterbahn 4 ausgebildet, die parallel zur Ausbreitungsrichtung von Ober­ flächenwellen verläuft. Die MSCs 5 sind jeweils zwischen der Wellenleiter­ bahn 4 und den Eingangs-IDTs 3 angeordnet.

Wenn bei diesem Konvolver 1 Eingangssignale an die Eingangs-IDTs 3 ange­ legt werden, so werden durch die Eingangssignale akustische Oberflächen­ wellen angeregt, die sich in den durch Pfeile A und B angegebenen Richtun­ gen ausbreiten. Die akustischen Oberflächenwellen werden jeweils in den MSCs 5 komprimiert und dann in der Wellenleiterbahn 4 einander überla­ gert, so daß ein Ausgangssignal abgegriffen werden kann.

Die Leistungsfähigkeit eines Konvolvers ist allgemein durch seine Effizienz F und ein sogenanntes BT-Produkt gegeben (B repräsentiert die Bandbreite und T die Integrationszeit oder Verarbeitungszeit).

Es ist wünschenswert, die Effizienz F und das BT-Produkt zu verbessern.

Da der Konvolver mit akustischen Oberflächenwellen arbeitet, ist zu folgern, daß zur Steigerung der Effizienz F ein piezoelektrisches Substrat 2 verwendet werden kann, das einen großen, elektromechanischen Kopplungsfaktor und eine wesentliche Nichtlinearität aufweist. Andererseits ist berichtet worden, daß man einen größeren, elektromechanischen Kopplungsfaktor erhält, wenn auf einem Substrat aus einem piezoelektrischen LiNbO₃-Einkristall, der mit IDTs zur Anregung von Oberflächenwellen versehen ist, ein piezoelektrischer ZnO-Dünnfilm angebracht wird (A. Armstrong et al., Proc. 1972, IEEE Ultra­ son. Symp., Seiten 370 bis 372 (1972), und Nakamura et al., Proceedings of Japanese Conference on Acoustics, October 1991, Seiten 953 bis 954).

Die Effizienz des herkömmlichen Konvolvers 1 nach Fig. 8 kann deshalb ge­ steigert werden, indem ein piezoelektrischer ZnO-Dünnfilm so auf beiden Oberflächen des piezoelektrischen Substrats 2 ausgebildet wird, daß er die Eingangs-IDTs 3, die MSCs 5 und die Wellenleiterbahn 4 überdeckt.

Es zeigt sich jedoch, daß so zwar die Effizienz zunimmt, die Bandbreite, ins­ besondere die 3-dB-Bandbreite (entsprechend einer Dämpfung um 3 dB) hin­ gegen abnimmt. Wenn die Bandbreite größer ist, kann der Konvolver ein Signal mit einem breiteren Spektrum verarbeiten. Folglich ist eine große Bandbreite erwünscht. Wenn der piezoelektrische ZnO-Dünnfilm auf der ge­ samten Oberfläche ausgebildet ist, wie oben beschrieben wurde, ergibt sich zwar eine Zunahme der Effizienz, jedoch gleichzeitig eine unerwünschte Ab­ nahme der Bandbreite.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Oberflächenwellen-Konvolver zu schaffen, bei dem die Effizienz erhöht werden kann, ohne daß die Bandbreite abnimmt.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem beanspruchten Konvolver ist mindestens ein piezoelektrischer Dünnfilm in Bereichen auf dem piezoelektrischen Substrat ausgebildet, in de­ nen sich die Eingangs-IDTs befinden, unter Aussparung eines Bereiches, in dem die Wellenleiterbahn ausgebildet ist.

Als Materialien für den piezoelektrischen Dünnfilm können beispielsweise ZnO, Ta₂O₅ oder CdS verwendet werden.

Der Grund, weshalb bei dem beanspruchten Konvolver die Effizienz er­ höht ist, wird darin gesehen, daß die piezoelektrischen Dünnfilme auf den Bereichen des piezoelektrischen LiNbO₃-Substrats ausgebildet sind, in denen sich mindestens die IDTs befinden, so daß der elektromechanische Kop­ plungsfaktor des Substrats dort erhöht ist.

Weiterhin wird vermutet, daß die Erhöhung der Effizienz bei dem beanspruchten Konvolver im Vergleich zu dem Fall, in dem der piezoelektri­ sche Dünnfilm auf der gesamten Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, auf die folgende Ursache zurückzuführen ist. Es ist davon auszugehen, daß der Verlust in dem herkömmlichen Konvolver 1 (Fig. 8) sich additiv aus dem Verlust in den Eingangs-IDTs 3, dem Verlust in den MSCs 5 und dem Verlust in einem Ausbreitungsgebiet der Oberflächenwellen (einschließlich des Be­ reichs, in dem die Wellenleiterbahn 4 ausgebildet ist) zusammensetzt. Um den Verlust in jedem dieser Bereiche zu vermindern, ist es jedoch günstig, wenn die obere Oberfläche dieses letzteren Bereichs nicht mit dem piezoe­ lektrischen Dünnfilm beschichtet ist.

Andererseits handelt es sich bei den Bereichen, in denen die IDTs und die MSCs ausgebildet sind, um Bereiche, in denen positiv der piezoelektrische Effekt ausgenutzt wird. Folglich ist es zweckmäßig, die Anregungseffizienz für akustische Oberflächenwellen zu erhöhen, indem piezoelektrische Dünnfilme in diesen Bereichen aufgetragen werden.

Deshalb sind die piezoelektrischen Dünnfilme wenigstens auf den Eingangs-IDTs ausgebildet, so daß eine erhöhte Anregungseffizienz für akustische Oberflächenwellen zu erwarten ist. Andererseits ist auf einem Ausbreitungsgebiet für die Oberflächenwellen, insbesondere auf der Wellen­ leiterbahn, kein piezoelektrischer Dünnfilm vorgesehen, so daß die Ausbrei­ tungsverluste der akustischen Oberflächenwellen verringert werden und eine größere Effizienz erreicht wird als in dem Fall, in dem die gesamte Ober­ fläche des piezoelektrischen Substrats mit dem piezoelektrischen Dünnfilm beschichtet ist, und daß gleichzeitig die Abnahme der Bandbreite verhindert werden kann.

Durch die Erfindung kann so ein Konvolver mit hoher Effizienz geschaffen werden, ohne daß eine Abnahme der Bandbreite in Kauf genommen werden muß.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als piezoelektri­ sches Substrat ein Y-Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Einkristall verwendet. In diesem Fall sind die Gruppe der Eingangs-IDTs, die Wellenleiterbahn und die Multistrip-Koppler auf der +Y-Oberfläche des piezoelektrischen Substrats ausgebildet. Wenn die Elektrodenanordnung, die die Eingangs-IDTs, die Wel­ lenleiterbahn und die Multistrip-Koppler bildet, in dieser Weise auf der +Y- Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wird der elektromechanische Kop­ plungsfaktor des Substrats gegenüber dem Fall erhöht, in dem die Elektro­ denanordnung auf der -Y-Oberfläche ausgebildet ist. Folglich ist es möglich, eine höhere Effizienz des Konvolvers zu erreichen.

Wenn H die Dicke des piezoelektrischen Dünnfilms und λ die Wellenlänge der sich ausbreitenden akustischen Oberflächenwellen ist, so liegt das Ver­ hältnis H/λ vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 0,3. Durch diese Wahl des Verhältnisses H/λ wird eine besonders wirksame Verstärkung des elektro­ mechanischen Kopplungsfaktors erreicht, so daß die Effizienz des Konvolvers weiter erhöht werden kann. Dies gilt besonders für den Konvolver, bei dem in der oben beschriebenen Weise die Elektrodenanordnung auf der +Y-Ober­ fläche ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann somit insgesamt eine be­ trächtliche Steigerung der Effizienz des Konvolvers erreicht werden. Wenn andererseits der Konvolver dieselbe Effizienz wie der herkömmliche Konvol­ ver haben soll, so ist es bei dem erfindungsgemäßen Konvolver möglich, die Anzahl der Streifen des Multistrip-Kopplers zu verringern und auf diese Wei­ se einen Konvolver mit kleineren Abmessungen zu schaffen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß eines Oberflächenwellen-Konvolvers gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 Effizienz/Frequenz-Kennlinien für den Konvolver nach Fig. 1 und für ein Vergleichsbeispiel;

Fig. 3 einen Grundriß eines Konvolvers gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 einen Grundriß eines Konvolvers gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 einen schematischen Schnitt zur Erläuterung des Schichtauf­ baus mit einem piezoelektrischen ZnO-Dünnfilm auf einem piezoelektrischen LiNbO₃-Einkristall als Substrat;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis H/λ und der Geschwindigkeit der akustischen Ober­ flächenwellen bei dem Schichtaufbau nach Fig. 5;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis H/λ und dem elektromechanischen Kopplungsfaktor k bei dem Schichtaufbau nach Fig. 5 und

Fig. 8 einen Grundriß eines herkömmlichen Konvolvers.

In Fig. 1 ist in der Draufsicht ein Oberflächenwellen-Konvolver gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.

Der Konvolver 11 weist ein piezoelektrisches Substrat 12 mit rechteckigem Grundriß auf. Das Substrat 12 besteht aus einem piezoelektrischen LiNbO₃- Einkristall.

Eingangs-IDTs 13 sind in der Nähe der Endflächen 12a und 12b des Sub­ strats 12 ausgebildet. Die Eingangs-IDTs 13 werden jeweils durch zwei Kammelektroden mit ineinandergreifenden Elektrodenfingern gebildet. Wei­ terhin ist in der Mitte eines Bereichs zwischen den Eingangs-IDTs 13 eine Wellenleiterbahn 14 ausgebildet, die sich parallel zur Ausbreitungsrichtung von Oberflächenwellen erstreckt. MSCs 15 sind jeweils zwischen der Wellen­ leiterbahn 14 und einem der Eingangs-IDTs 13 angeordnet. Insoweit stimmt der Aufbau des Konvolvers mit dem des herkömmlichen Konvolvers 1 nach Fig. 8 überein.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind piezoelektrische ZnO-Dünn­ filme 16 so auf der oberen Oberfläche des Substrats 12 ausgebildet, daß sie die Bereiche überdecken, in denen sich die Eingangs-IDTs 13 und die MSCs 15 befinden.

Bei dem Konvolver 11 ist somit das piezoelektrische Substrat 12 so mit den ZnO-Dünnfilmen 16 beschichtet, daß die Anregungseffizienz für akustische Oberflächenwellen erhöht wird. Die Wellenleiterbahn 14 ist dagegen nicht mit den piezoelektrischen ZnO-Dünnfilmen 16 beschichtet, so daß die Aus­ breitungsverluste im Ausbreitungsbereich der Oberflächenwellen und insbe­ sondere in der Wellenleiterbahn 14 verringert werden. Auf diese Weise wird gegenüber dem herkömmlichen Konvolver 1 eine erhöhte Effizienz des Kon­ volvers erreicht, ohne daß die Bandbreite abnimmt. Dieser Effekt wird nach­ folgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben.

In Fig. 2 ist die Effizienz verschiedener Konvolver mit unterschiedlichem Aufbau, die von den Erfindern hergestellt wurden, gegen die Frequenz aufge­ tragen. Die strichpunktierte Kurve A in Fig. 2 ist die Kennlinie des her­ kömmlichen Konvolvers 1, das in Fig. 8 gezeigt ist. Die gestrichelte Kurve B betrifft den Fall, daß der ZnO-Dünnfilm bei dem herkömmlichen Konvolver 1 auf der gesamten oberen Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 2 ausge­ bildet ist. Die durchgezogene Kurve C ist die Kennlinie des Konvolvers 11 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist bei der Anordnung, bei der der piezoelektrische ZnO-Dünnfilm auf der gesamten oberen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, die Effizienz erhöht, wäh­ rend die Bandbreite kleiner ist als bei dem herkömmlichen Konvolver 1 (ge­ strichelte Kurve B). Bei dem Konvolver nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist dagegen die Effizienz weiter erhöht, während die 3-dB-Bandbreite einen ausreichend hohen Wert hat.

Fig. 3 zeigt einen Grundriß eines Konvolvers 21 nach einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Der Konvolver 21 hat einen ähnlichen Aufbau wie der Konvolver 11 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, unterscheidet sich hiervon jedoch hinsichtlich der Anordnung und Ausdehnung der piezoe­ lektrischen ZnO-Dünnfilme, die hier mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet sind.

Bei dem Konvolver 21 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Dünn­ filme 26 so gestaltet, daß sie nur die Bereiche bedecken, in denen die Ein­ gangs-IDTs 13 auf der oberen Oberfläche des Substrats 12 ausgebildet sind.

Die Effizienz/Frequenz-Kennlinie des Konvolvers 21 nach dem zweiten Aus­ führungsbeispiel ist in Fig. 2 durch die durchgezogene Kurve D angegeben. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem herkömmli­ chen Konvolver 1 die Effizienz erhöht, ohne daß die Bandbreite abnimmt.

Fig. 4 zeigt einen Grundriß eines Konvolvers 31 gemäß einem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Der Konvolver 31 ist ähnlich aufgebaut wie der Konvolver 11 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unter­ schied, daß mit Ausnahme des Bereiches, in dem die Wellenleiterbahn 14 ausgebildet ist, und der unmittelbaren Umgebung dieses Bereiches die ge­ samte verbleibende Oberfläche des Substrats mit einem piezoelektrischen Dünnfilm 36 aus ZnO beschichtet ist.

Ebenso wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist es auch mit diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Effizienz im Vergleich zu dem her­ kömmlichen Konvolver 1 zu erhöhen, ohne daß die Bandbreite abnimmt. Bei einem ZnO/LiNbO₃-Schichtaufbau ist die Umwandlungseffizienz von akusti­ schen Oberflächenwellen in den IDTs und MSCs höher als bei einem piezoe­ lektrischen Substrat, das nur aus LiNbO₃ besteht. Allerdings erweist sich da­ bei als Problem, daß die hohe Umwandlungseffizienz zu Interferenzen zwischen Leck-Oberflächenwellen in einem Bereich zwischen den beiden MSCs 15 oder zu Brummsignalen aufgrund von akustischen Oberflächenwel­ len führt, die aus den IDTs 13 herauslecken und an Endflächen des Substrats reflektiert werden. Bei dem Konvolver 31 nach dem dritten Ausführungsbei­ spiel werden jedoch die durch Pfeile E in Fig. 4 angegebenen akustischen Oberflächenwellen, die aus den MSCs 15 herauslecken, durch den oben be­ schriebenen ZnO-Dünnfilm 38 gedämpft. Somit ist es möglich, die Interfe­ renz in dem Bereich zwischen den beiden MSCs 15 zu verringern. Außerdem werden durch den Dünnfilm 36 auch die akustischen Oberflächenwellen nachhaltig gedämpft, die an den Endflächen des Substrats reflektiert werden und in Fig. 4 durch Pfeile F bezeichnet sind. Somit werden auch die uner­ wünschten Brummsignale der reflektierten Wellen wirksam verringert.

Nachfolgend wird ein Konvolver gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dieser Konvolver ist ähnlich aufgebaut wie der Konvolver nach dem ersten Ausführungsbeispiel, zeichnet sich jedoch durch eine spezielle Wahl des piezoelektrischen Materials für das Substrat und durch die Wahl der Dicke des piezoelektrischen ZnO-Dünnfilms in einem be­ stimmten Bereich aus. Im Grundriß stimmt der Konvolver nach dem vierten Ausführungsbeispiel mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 überein, so daß insoweit auf Fig. 1 Bezug genommen werden kann.

Bei dem Konvolver 11 nach dem vierten Ausführungsbeispiel besteht das pie­ zoelektrische Substrat 12 aus einem Y-Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Ein­ kristall, und die in Fig. 1 gezeigte Oberfläche, d. h., die obere Oberfläche, ist die +Y-Oberfläche dieses Einkristalls.

Die piezoelektrischen ZnO-Dünnfilme 16 sind wieder so ausgebildet, daß sie die Bereiche der IDTs 13 und der MSCs 15 überdecken. Die Dicke H der ZnO-Dünnfilme 16 ist so gewählt, daß das Verhältnis dieser Dicke H zur Wellenlänge λ der akustischen Oberflächenwellen im Bereich von 0,08 bis 0,3 liegt. Wie durch die nachfolgend beschriebenen Versuchsbeispiele ver­ deutlicht wird, führt die Anordnung der Dünnfilme 16 speziell auf der +Y- Oberfläche des Substrats 12 und die Wahl der Dicke der Dünnfilme in dem genannten Bereich zu einer weiteren wirksamen Erhöhung der Effizienz des Konvolvers 11.

Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Wellenleiterbahn 14 nicht durch die piezoelektrischen ZnO-Dünnfilme 16 bedeckt, so daß Aus­ breitungsverluste auf der Wellenleiterbahn 14 verringert werden.

Der Grund, weshalb die Effizienz des Konvolvers 11 durch die oben beschrie­ bene Anordnung der Strukturen auf der +Y-Oberfläche des aus einem Y- Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Einkristall bestehenden Substrats und die Wahl der Dicke der Dünnfilme 16 in dem genannten Bereich verbessert wird, soll nachfolgend anhand konkreter Versuchsbeispiele erläutert werden.

Fig. 5 zeigt eine Struktur mit einem piezoelektrischen Substrat 17, das aus einem Y-Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Einkristall besteht, und einem pie­ zoelektrischen ZnO-Dünnfilm 18.

Es wurden verschiedene derartige Strukturen hergestellt, bei denen der Dünnfilm 18 einmal auf der +Y-Oberfläche und einmal auf der -Y-Oberfläche des Substrats ausgebildet war. Außerdem wurde die Dicke H des piezoelektri­ schen Dünnfilms 18 variiert. Die beiden IDTs waren in einem vorgegebenen Abstand zueinander an der Grenzfläche zwischen dem Substrat 17 und dem Dünnfilm 18 ausgebildet.

Die Geschwindigkeiten der akustischen Oberflächenwellen und die elektro­ mechanischen Kopplungsfaktoren für die in der oben beschriebenen Weise hergestellten Proben wurden nach einem Verfahren berechnet, das von J. J. Campbell et al. beschrieben wurde (J. J. Campbell and W. R. Jone: "A method for estimating optical crystal arts and propagating directions for excitation of piezoelectric surface wave", IEEE Trans., su-15, 4, Seite 209 (Oktober 1968)). Die Ergebnisse sind in Fig. 6 und 7 gezeigt. Fig. 6 gibt die Bezie­ hung zwischen den Geschwindigkeiten und dem Verhältnis H/λ an, und Fig. 7 illustriert die Beziehung zwischen dem elektromechanischen Kopplungs­ faktor und dem Verhältnis H/λ.

In Fig. 6 und 7 beziehen sind die durchgezogenen Kurven die Kennlinien für den Fall, daß der ZnO-Dünnfilm 18 auf der +Y-Oberfläche ausgebildet war, und die gestrichelt eingezeichneten Kurven sind die Kennlinien für den Fall, daß der Dünnfilm 18 auf der -Y-Oberfläche ausgebildet war.

Wie aus Fig. 6 und 7 hervorgeht, ist der elektromechanische Kopplungs­ faktor höher, wenn der Dünnfilm 18 auf der +Y-Oberfläche ausgebildet ist. Ein besonders hoher elektromechanischer Kopplungsfaktor k, der mit einem auf der -Y-Oberfläche angeordneten Dünnfilm 18 nicht erreicht werden kann, ergibt sich dann, wenn das Verhältnis H/λ im Bereich von 0,08 bis 0,3 liegt. Deshalb wird erfindungsgemäß die Dicke des piezoelektrischen ZnO-Dünn­ films 18 so gewählt, daß das Verhältnis H/λ in diesem Bereich liegt.

Fig. 6 und 7 beziehen sich auf den Fall, daß der Dünnfilm 18 aus ZnO be­ stand. Versuche der Erfinder haben jedoch ergeben, daß die Effizienz des Konvolvers auch dann wirksam erhöht wird, wenn der piezoelektrische Dünnfilm auf der +Y-Oberfläche des Substrats aus Ta₂O₅ oder CdS besteht.

Die Merkmale des oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels, wonach die IDTs und dergleichen und der piezoelektrische Dünnfilm auf der +Y- Oberfläche eines Y-Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Einkristalls ausgebildet sind, sind mit Vorteil auch bei dem Konvolver nach dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung anwendbar und bewirken auch dann eine weitere Steigerung der Effizienz des Konvolvers.

Ebenso kann auch bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ein pie­ zoelektrischer Dünnfilm aus Ta₂O₅ oder CdS anstelle des ZnO-Dünnfilms ver­ wendet werden.

Claims (7)

1. Oberflächenwellen-Konvolver mit:

• - einem piezoelektrischen Substrat (12; 17) aus einem LiNbO₃-Einkristall,
• - einer Gruppe von Eingangs-Interdigitalwandlern (13), die in einem vor­ gegebenen Abstand zueinander auf dem Substrat ausgebildet sind,
• - einer zwischen den Eingangs-Interdigitalwandlern angeordneten Wellen­ leiterbahn (14) und
• - Multistrip-Kopplern (15), die jeweils zwischen der Wellenleiterbahn und den Eingangs-Interdigitalwandlern angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein piezoelektrischer Dünnfilm (16; 18; 26; 36) so auf dem Substrat angeordnet ist, daß er mindestens die Gruppe der Eingangs-Interdigitalwandler (13) überdeckt, jedoch die Wellenleiterbahn (14) ausspart.

2. Konvolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die piezo­ elektrischen Dünnfilme (26) ausschließlich in den Bereichen angeordnet sind, in denen sich die Eingangs-Interdigitalwandler (13) befinden.

3. Konvolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die piezo­ elektrischen Dünnfilme (16) ausschließlich in den Bereichen ausgebildet sind, in denen sich die Eingangs-Interdigitalwandler (13) und die Multistrip- Koppler (15) befinden.

4. Konvolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der piezo­ elektrische Dünnfilm (36) die gesamte Oberfläche des Substrats mit Ausnah­ me der Wellenleiterbahn (14) bedeckt.

5. Konvolver nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der piezoelektrische Dünnfilm (16; 18; 26; 36) aus mindestens einem der Materialien ZnO, Ta₂O₅, CdS besteht.

6. Konvolver nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (17) ein Y-Schnitt-Z-Ausbreitungs-LiNbO₃-Einkri­ stall ist und daß die Interdigitalwandler, die Wellenleiterbahn, die Multistrip- Koppler und der mindestens eine piezoelektrische Dünnfilm auf der +Y-Ober­ fläche des Substrats ausgebildet sind.

7. Konvolver nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dicke (H) des mindestens einen piezoelektrischen Dünnfilms (16; 18; 26; 36) so gewählt ist, daß das Verhältnis (H/λ) dieser Dicke zu der Wellenlänge (λ) der sich auf dem Substrat ausbreitenden akustischen Ober­ flächenwellen im Bereich von 0,08 bis 0,3 liegt.