JP2000056345A - 表面弾性波装置 - Google Patents
表面弾性波装置Info
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- JP2000056345A JP2000056345A JP10224620A JP22462098A JP2000056345A JP 2000056345 A JP2000056345 A JP 2000056345A JP 10224620 A JP10224620 A JP 10224620A JP 22462098 A JP22462098 A JP 22462098A JP 2000056345 A JP2000056345 A JP 2000056345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャープ型の櫛歯状電極によって発生した広
帯域の表面弾性波の高周波側での挿入損失特性の劣化を
防止する。 【解決手段】 Ｒ面サファイア基板１上に、ＺｎＯ圧電
薄膜２をスパッタリング法等によって形成し、さらにＺ
ｎＯ圧電薄膜２上に、Ａｌ膜からなるチャープ型のイン
ターデジタル電極３を形成してなるものである。該イン
ターデジタル電極３には、高周波電源４から高周波が印
加される。インターデジタル電極３は、表面弾性波（セ
ザワ波）９を励振するように設計されており、ＺｎＯ圧
電薄膜２は、光導波路として機能する。ＺｎＯ圧電薄膜
２の膜厚Ｈは、電気機械結合係数ｋ2が、チャープ型イ
ンターデジタル電極３の中心周波数よりも高周波側で最
大となるように設定している。
帯域の表面弾性波の高周波側での挿入損失特性の劣化を
防止する。 【解決手段】 Ｒ面サファイア基板１上に、ＺｎＯ圧電
薄膜２をスパッタリング法等によって形成し、さらにＺ
ｎＯ圧電薄膜２上に、Ａｌ膜からなるチャープ型のイン
ターデジタル電極３を形成してなるものである。該イン
ターデジタル電極３には、高周波電源４から高周波が印
加される。インターデジタル電極３は、表面弾性波（セ
ザワ波）９を励振するように設計されており、ＺｎＯ圧
電薄膜２は、光導波路として機能する。ＺｎＯ圧電薄膜
２の膜厚Ｈは、電気機械結合係数ｋ2が、チャープ型イ
ンターデジタル電極３の中心周波数よりも高周波側で最
大となるように設定している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面弾性波装置、
特に、音響光学効果を利用した偏向器やフィルタ等とし
て使用される表面弾性波装置に関する。
特に、音響光学効果を利用した偏向器やフィルタ等とし
て使用される表面弾性波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光導波路を進行する光ビーム
は光導波路を伝搬する表面弾性波と音響光学相互作用
（ブラッグ回折）することによって偏向させられるとい
う周知の技術を利用する光偏向器が種々提案されてい
る。光偏向器は一般に、圧電材料からなる光導波路と、
該光導波路に設けられた表面弾性波を発生させるための
インターデジタルトランスデューサ（inter-digital-tr
ansducer）と呼ばれる櫛歯状電極と、光導波路に光ビー
ムを入射するための光入射手段と、光導波路を進行する
光ビームを外部に出射するための光出射手段とを備えた
構成を有している。このような構成を有する光偏向器で
は、櫛歯状電極に印加する高周波信号の周波数を変化さ
せて光導波路を横切って伝搬する表面弾性波の波長を変
え、光導波路を進行する光ビームの偏向角度を高速かつ
高精度で制御することができる。
は光導波路を伝搬する表面弾性波と音響光学相互作用
（ブラッグ回折）することによって偏向させられるとい
う周知の技術を利用する光偏向器が種々提案されてい
る。光偏向器は一般に、圧電材料からなる光導波路と、
該光導波路に設けられた表面弾性波を発生させるための
インターデジタルトランスデューサ（inter-digital-tr
ansducer）と呼ばれる櫛歯状電極と、光導波路に光ビー
ムを入射するための光入射手段と、光導波路を進行する
光ビームを外部に出射するための光出射手段とを備えた
構成を有している。このような構成を有する光偏向器で
は、櫛歯状電極に印加する高周波信号の周波数を変化さ
せて光導波路を横切って伝搬する表面弾性波の波長を変
え、光導波路を進行する光ビームの偏向角度を高速かつ
高精度で制御することができる。
【０００３】ところで、近年、表面弾性波の一つである
セザワ波を励振させて用いる表面弾性波装置が、良好な
高周波表面波特性を示すものとして注目され、音響光学
偏向器等において実用化が進められている。この表面弾
性波装置は、例えばサファイア等の高音速基板上にＺｎ
Ｏ等の圧電薄膜を設け、その圧電薄膜上にチャープ型と
呼ばれる櫛歯状電極を設けた構造をしている。そして、
該櫛歯状電極でセザワ波を励振させる。
セザワ波を励振させて用いる表面弾性波装置が、良好な
高周波表面波特性を示すものとして注目され、音響光学
偏向器等において実用化が進められている。この表面弾
性波装置は、例えばサファイア等の高音速基板上にＺｎ
Ｏ等の圧電薄膜を設け、その圧電薄膜上にチャープ型と
呼ばれる櫛歯状電極を設けた構造をしている。そして、
該櫛歯状電極でセザワ波を励振させる。
【０００４】ここに、チャープ型の櫛歯状電極とは、電
極を構成している電極指の幅と間隔が順次変化する電極
構造を有するものであり、電極指の幅と間隔が一定であ
る正規型電極等と比較して、広帯域の表面弾性波を発生
させることができる利点を有している。また、セザワ波
とは、半無限媒質表面に固体層を設けたときに励起され
る３つの表面弾性波のモードの一つであって、レーリー
波の高次モードに相当する。
極を構成している電極指の幅と間隔が順次変化する電極
構造を有するものであり、電極指の幅と間隔が一定であ
る正規型電極等と比較して、広帯域の表面弾性波を発生
させることができる利点を有している。また、セザワ波
とは、半無限媒質表面に固体層を設けたときに励起され
る３つの表面弾性波のモードの一つであって、レーリー
波の高次モードに相当する。
【０００５】従来、ＺｎＯ薄膜とＲ面サファイア基板と
の組合せからなる、セザワ波を用いた表面弾性波装置に
あっては、図５に示すように、Ｈ／λ＝０．３付近にお
いて電気機械結合係数ｋ2が最大となる（Ｈ＝ＺｎＯ薄
膜の膜厚、λ＝表面弾性波の波長）。従って、入力され
た電気エネルギを高効率で機械的エネルギに変換するた
め、ＺｎＯ薄膜の膜厚Ｈを、チャープ型の櫛歯状電極の
中心周波数ｆ0で電気機械結合係数ｋ2が最大となるよう
に、すなわち、Ｈ／λ0＝０．３になるように設計して
いた。
の組合せからなる、セザワ波を用いた表面弾性波装置に
あっては、図５に示すように、Ｈ／λ＝０．３付近にお
いて電気機械結合係数ｋ2が最大となる（Ｈ＝ＺｎＯ薄
膜の膜厚、λ＝表面弾性波の波長）。従って、入力され
た電気エネルギを高効率で機械的エネルギに変換するた
め、ＺｎＯ薄膜の膜厚Ｈを、チャープ型の櫛歯状電極の
中心周波数ｆ0で電気機械結合係数ｋ2が最大となるよう
に、すなわち、Ｈ／λ0＝０．３になるように設計して
いた。
【０００６】ここで、電気機械結合係数ｋ2とは、非圧
電基板上に圧電薄膜を設け、その上にトランスデューサ
を設けたとき、該トランスデューサに与えた電気的入力
Ｕｉが機械的出力Ｕａに変換される効率を示すものであ
り、ｋ2＝Ｕａ／Ｕｉで表される。また、中心周波数ｆ0
は、表面弾性波装置の挿入損失特性において、挿入損失
が最小値から２０ｄＢ増加したときの、低周波側の周波
数ｆ1と高周波側の周波数ｆ2とを平均した周波数をい
う。さらに、λ0は、中心周波数ｆ0における波長をい
う。
電基板上に圧電薄膜を設け、その上にトランスデューサ
を設けたとき、該トランスデューサに与えた電気的入力
Ｕｉが機械的出力Ｕａに変換される効率を示すものであ
り、ｋ2＝Ｕａ／Ｕｉで表される。また、中心周波数ｆ0
は、表面弾性波装置の挿入損失特性において、挿入損失
が最小値から２０ｄＢ増加したときの、低周波側の周波
数ｆ1と高周波側の周波数ｆ2とを平均した周波数をい
う。さらに、λ0は、中心周波数ｆ0における波長をい
う。
【０００７】例えば、中心周波数ｆ0＝２．０（ＧＨ
ｚ）、中心周波数ｆ0における波長λ0＝２．７２（μ
ｍ）のチャープ型の櫛歯状電極を備えた表面弾性波装置
にあっては、従来、Ｈ／λ0＝０．３となるように、す
なわち、Ｈ＝０．８２（μｍ）となるように、膜厚Ｈを
設定していた。このように膜厚Ｈを設定した従来の表面
弾性波装置の特性値を表１に示す。表１は、表面弾性波
の伝搬速度が５４４０ｍ／ｓの場合のものである。
ｚ）、中心周波数ｆ0における波長λ0＝２．７２（μ
ｍ）のチャープ型の櫛歯状電極を備えた表面弾性波装置
にあっては、従来、Ｈ／λ0＝０．３となるように、す
なわち、Ｈ＝０．８２（μｍ）となるように、膜厚Ｈを
設定していた。このように膜厚Ｈを設定した従来の表面
弾性波装置の特性値を表１に示す。表１は、表面弾性波
の伝搬速度が５４４０ｍ／ｓの場合のものである。
【０００８】
【表１】
【０００９】また、周波数に対する電気機械結合係数ｋ
2の特性を図６に、表面弾性波装置の挿入損失特性を図
７にそれぞれ示す。さらに、この表面弾性波装置を用い
て音響光学偏向器を構成した場合の回折光強度特性を図
８に示す。
2の特性を図６に、表面弾性波装置の挿入損失特性を図
７にそれぞれ示す。さらに、この表面弾性波装置を用い
て音響光学偏向器を構成した場合の回折光強度特性を図
８に示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】表１及び図６〜図８か
ら分かるように、一般に、広帯域の櫛歯状電極によって
発生した表面弾性波は、低周波側に比べて高周波側が伝
搬ロス等の影響を大きく受ける。従って、図７に示すよ
うに、表面弾性波の挿入損失の周波数特性は右下がりと
なる。しかも、この表面弾性波装置を音響光学偏向器と
して使用した場合、光導波路を進行する光ビームと表面
弾性波の音響光学相互作用（ブラッグ回折）は、表面弾
性波の高周波側で回折効率が悪いという現象がある。こ
のため、従来の表面弾性波装置は、図８に示すように高
周波側で回折光強度が低下し、偏向後の光の強度が、櫛
歯状電極によって発生した表面弾性波の周波数により変
化するという問題があった。
ら分かるように、一般に、広帯域の櫛歯状電極によって
発生した表面弾性波は、低周波側に比べて高周波側が伝
搬ロス等の影響を大きく受ける。従って、図７に示すよ
うに、表面弾性波の挿入損失の周波数特性は右下がりと
なる。しかも、この表面弾性波装置を音響光学偏向器と
して使用した場合、光導波路を進行する光ビームと表面
弾性波の音響光学相互作用（ブラッグ回折）は、表面弾
性波の高周波側で回折効率が悪いという現象がある。こ
のため、従来の表面弾性波装置は、図８に示すように高
周波側で回折光強度が低下し、偏向後の光の強度が、櫛
歯状電極によって発生した表面弾性波の周波数により変
化するという問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、チャープ型の櫛
歯状電極によって発生した広帯域の表面弾性波の高周波
側での挿入損失特性の劣化を防止し、フラットな回折光
強度特性を有する表面弾性波装置を提供することにあ
る。
歯状電極によって発生した広帯域の表面弾性波の高周波
側での挿入損失特性の劣化を防止し、フラットな回折光
強度特性を有する表面弾性波装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段と作用】前記目的を達成す
るため、本発明に係る表面弾性波装置は、基板上に設け
た圧電薄膜にチャープ型インターデジタルトランスデュ
ーサを設け、該チャープ型インターデジタルトランスデ
ューサによりセザワ波を励振させる表面弾性波装置であ
って、電気機械結合係数がチャープ型インターデジタル
トランスデューサの中心周波数よりも高周波側で最大に
なるように、圧電薄膜の膜厚を設定したことを特徴とす
る。ここに、基板には、例えばＲ面サファイア基板やＳ
ｉ基板が使用される。そして、圧電薄膜の材料として
は、例えばＺｎＯ薄膜等が用いられる。
るため、本発明に係る表面弾性波装置は、基板上に設け
た圧電薄膜にチャープ型インターデジタルトランスデュ
ーサを設け、該チャープ型インターデジタルトランスデ
ューサによりセザワ波を励振させる表面弾性波装置であ
って、電気機械結合係数がチャープ型インターデジタル
トランスデューサの中心周波数よりも高周波側で最大に
なるように、圧電薄膜の膜厚を設定したことを特徴とす
る。ここに、基板には、例えばＲ面サファイア基板やＳ
ｉ基板が使用される。そして、圧電薄膜の材料として
は、例えばＺｎＯ薄膜等が用いられる。
【００１３】以上の構成により、チャープ型インターデ
ジタルトランスデューサの中心周波数よりも高周波側で
電気機械結合係数が最大となり、チャープ型インターデ
ジタルトランスデューサに入力された電気エネルギが機
械的エネルギに変換される効率が低周波側より高周波側
で高くなる。これにより、高周波側での挿入損失特性の
劣化が防止され、挿入損失は表面弾性波の低周波側から
高周波側に渡って略一定か又は右上がりとなる。つま
り、挿入損失は表面弾性波の低周波側と高周波側とで略
等しくなるか、又は、表面弾性波の低周波側よりも高周
波側の方が小さくなる。これにより、この表面弾性波装
置を音響光学偏向器として使用した場合、表面弾性波の
高周波側での回折効率の低下が補償され、略一定の強度
の回折光が得られる。
ジタルトランスデューサの中心周波数よりも高周波側で
電気機械結合係数が最大となり、チャープ型インターデ
ジタルトランスデューサに入力された電気エネルギが機
械的エネルギに変換される効率が低周波側より高周波側
で高くなる。これにより、高周波側での挿入損失特性の
劣化が防止され、挿入損失は表面弾性波の低周波側から
高周波側に渡って略一定か又は右上がりとなる。つま
り、挿入損失は表面弾性波の低周波側と高周波側とで略
等しくなるか、又は、表面弾性波の低周波側よりも高周
波側の方が小さくなる。これにより、この表面弾性波装
置を音響光学偏向器として使用した場合、表面弾性波の
高周波側での回折効率の低下が補償され、略一定の強度
の回折光が得られる。
【００１４】また、本発明に係る表面弾性波装置は、チ
ャープ型インターデジタルトランスデューサの中心周波
数をｆ0，帯域幅をΔｆとしたとき、電気機械結合係数
が（ｆ0＋Δｆ／１０）〜（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数範
囲で最大になるように、圧電薄膜の膜厚が設定される。
あるいは、電気機械結合係数が（ｆ0＋Δｆ／８）〜
（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数範囲で最大になるように、
圧電薄膜の膜厚が設定される。あるいは、電気機械結合
係数が（ｆ0＋Δｆ／６）〜（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数
範囲で最大になるように、圧電薄膜の膜厚が設定され
る。ここに、中心周波数ｆ0は、表面弾性波装置の挿入
損失特性において、挿入損失が最小値から２０ｄＢ増加
したときの、低周波側の周波数ｆ1と高周波側の周波数
ｆ2とを平均した周波数をいう。また、帯域幅Δｆは、
低周波側の周波数ｆ1から高周波側の周波数ｆ2までの周
波数領域をいう。
ャープ型インターデジタルトランスデューサの中心周波
数をｆ0，帯域幅をΔｆとしたとき、電気機械結合係数
が（ｆ0＋Δｆ／１０）〜（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数範
囲で最大になるように、圧電薄膜の膜厚が設定される。
あるいは、電気機械結合係数が（ｆ0＋Δｆ／８）〜
（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数範囲で最大になるように、
圧電薄膜の膜厚が設定される。あるいは、電気機械結合
係数が（ｆ0＋Δｆ／６）〜（ｆ0＋Δｆ／２）の周波数
範囲で最大になるように、圧電薄膜の膜厚が設定され
る。ここに、中心周波数ｆ0は、表面弾性波装置の挿入
損失特性において、挿入損失が最小値から２０ｄＢ増加
したときの、低周波側の周波数ｆ1と高周波側の周波数
ｆ2とを平均した周波数をいう。また、帯域幅Δｆは、
低周波側の周波数ｆ1から高周波側の周波数ｆ2までの周
波数領域をいう。
【００１５】さらに、電気機械結合係数が（ｆ0＋△ｆ
／１０）〜（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数範囲内で最大に
なるように、圧電薄膜の膜厚を設定することにより、よ
りフラットな回折光強度が得られる。さらに、電気機械
結合係数が最大になる周波数が、（ｆ0＋△ｆ／８）〜
（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数範囲内に含まれるように、
さらに（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数
範囲内に含まれるように、圧電薄膜の膜厚を設定するこ
とにより、より一層フラットな回折光強度が得られる。
／１０）〜（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数範囲内で最大に
なるように、圧電薄膜の膜厚を設定することにより、よ
りフラットな回折光強度が得られる。さらに、電気機械
結合係数が最大になる周波数が、（ｆ0＋△ｆ／８）〜
（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数範囲内に含まれるように、
さらに（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0＋△ｆ／２）の周波数
範囲内に含まれるように、圧電薄膜の膜厚を設定するこ
とにより、より一層フラットな回折光強度が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る表面弾性波装
置の実施の形態について添付の図面を参照して説明す
る。
置の実施の形態について添付の図面を参照して説明す
る。
【００１７】本発明に係る表面弾性波装置を音響光学偏
向器に適用した実施形態を、図１に示す。該音響光学偏
向器１０は、基板１上に、圧電薄膜２をスパッタリング
法等によって形成し、さらに圧電薄膜２上に、チャープ
型のインターデジタルトランスデューサ３、光入射用グ
レーティング５及び光出射用グレーティング６を設けた
ものである。インターデジタルトランスデューサ３に
は、高周波電源４から広帯域の高周波が印加される。
向器に適用した実施形態を、図１に示す。該音響光学偏
向器１０は、基板１上に、圧電薄膜２をスパッタリング
法等によって形成し、さらに圧電薄膜２上に、チャープ
型のインターデジタルトランスデューサ３、光入射用グ
レーティング５及び光出射用グレーティング６を設けた
ものである。インターデジタルトランスデューサ３に
は、高周波電源４から広帯域の高周波が印加される。
【００１８】基板１はＲ面サファイア基板、Ｓｉ基板、
ＬｉＮｂＯ3基板、ガラス基板等からなり、圧電薄膜２
はＺｎＯ薄膜等からなる。本実施形態では、基板１とし
てＲ面サファイア基板を採用し、圧電薄膜２としてＺｎ
Ｏ薄膜を採用した。
ＬｉＮｂＯ3基板、ガラス基板等からなり、圧電薄膜２
はＺｎＯ薄膜等からなる。本実施形態では、基板１とし
てＲ面サファイア基板を採用し、圧電薄膜２としてＺｎ
Ｏ薄膜を採用した。
【００１９】インターデジタルトランスデューサ３はＡ
ｌ膜等からなる。インターデジタルトランスデューサ３
は、表面弾性波（セザワ波）９を励振するように設計さ
れており、中心周波数ｆ0（挿入損失特性において、挿
入損失が最小値から２０ｄＢ増加したときの、低周波側
の周波数ｆ1と高周波側の周波数ｆ2とを平均した周波
数）は、２．０ＧＨｚである。そして、低周波側の周波
数ｆ1は１．２５ＧＨｚ、高周波側の周波数ｆ2は２．７
５ＧＨｚ、帯域幅△ｆ（＝ｆ2−ｆ1）は１．５ＧＨｚで
あり、実用周波数を１．５〜２．５ＧＨｚの領域とし
た。
ｌ膜等からなる。インターデジタルトランスデューサ３
は、表面弾性波（セザワ波）９を励振するように設計さ
れており、中心周波数ｆ0（挿入損失特性において、挿
入損失が最小値から２０ｄＢ増加したときの、低周波側
の周波数ｆ1と高周波側の周波数ｆ2とを平均した周波
数）は、２．０ＧＨｚである。そして、低周波側の周波
数ｆ1は１．２５ＧＨｚ、高周波側の周波数ｆ2は２．７
５ＧＨｚ、帯域幅△ｆ（＝ｆ2−ｆ1）は１．５ＧＨｚで
あり、実用周波数を１．５〜２．５ＧＨｚの領域とし
た。
【００２０】光入射用グレーティング５側には、半導体
レーザを光源とする光源ユニット（図示せず）が設置さ
れている。半導体レーザから放射された入射光７は、光
入射用グレーティング５から圧電薄膜２に入力される。
圧電薄膜２は光導波路として機能し、圧電薄膜２に入射
された入射光７は、図１中右方へ導波される。導波光
は、インターデジタルトランスデューサ３へ入力される
広帯域の高周波信号で励振された表面弾性波（セザワ
波）との音響光学的相互作用で偏向され、光出射用グレ
ーティング６から偏向光８として出射する。
レーザを光源とする光源ユニット（図示せず）が設置さ
れている。半導体レーザから放射された入射光７は、光
入射用グレーティング５から圧電薄膜２に入力される。
圧電薄膜２は光導波路として機能し、圧電薄膜２に入射
された入射光７は、図１中右方へ導波される。導波光
は、インターデジタルトランスデューサ３へ入力される
広帯域の高周波信号で励振された表面弾性波（セザワ
波）との音響光学的相互作用で偏向され、光出射用グレ
ーティング６から偏向光８として出射する。
【００２１】音響光学偏向器１０にあっては、図２に示
すように、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、チャープ型インター
デジタルトランスデューサ３の電気機械結合係数ｋ
2が、周波数ｆ＝２．５ＧＨｚで最大となるように設計
している。すなわち、λ＝２．１６（μｍ）において、
Ｈ／λ＝０．３となるように、圧電薄膜２の膜厚ＨをＨ
＝０．６５（μｍ）に設定している。このように膜厚Ｈ
を設定した音響光学偏向器１０の各特性数値を、表２に
示す。表２は、表面弾性波（セザワ波）９の伝搬速度が
５４４０ｍ／ｓの場合のものである。また、音響光学偏
向器１０の挿入損失特性を図３に、回折光強度特性を図
４に示す。
すように、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、チャープ型インター
デジタルトランスデューサ３の電気機械結合係数ｋ
2が、周波数ｆ＝２．５ＧＨｚで最大となるように設計
している。すなわち、λ＝２．１６（μｍ）において、
Ｈ／λ＝０．３となるように、圧電薄膜２の膜厚ＨをＨ
＝０．６５（μｍ）に設定している。このように膜厚Ｈ
を設定した音響光学偏向器１０の各特性数値を、表２に
示す。表２は、表面弾性波（セザワ波）９の伝搬速度が
５４４０ｍ／ｓの場合のものである。また、音響光学偏
向器１０の挿入損失特性を図３に、回折光強度特性を図
４に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２及び図２〜図４からも分かるように、
本実施形態では、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、チャープ型イ
ンターデジタルトランスデューサ３の電気機械結合係数
ｋ2が、周波数ｆ＝２．５ＧＨｚで最大、つまり、電気
機械結合係数ｋ2が（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0＋△ｆ／
２）の周波数範囲で最大となるようにしているので、図
３に示す表面弾性波９の挿入損失の周波数特性は右上が
りとなる。このため、表面弾性波９の高周波側での回折
効率の低下が補償され、図４に示すように、表面弾性波
９の周波数に殆ど影響されることなく、略一定の強度の
回折光を得ることができる。
本実施形態では、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、チャープ型イ
ンターデジタルトランスデューサ３の電気機械結合係数
ｋ2が、周波数ｆ＝２．５ＧＨｚで最大、つまり、電気
機械結合係数ｋ2が（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0＋△ｆ／
２）の周波数範囲で最大となるようにしているので、図
３に示す表面弾性波９の挿入損失の周波数特性は右上が
りとなる。このため、表面弾性波９の高周波側での回折
効率の低下が補償され、図４に示すように、表面弾性波
９の周波数に殆ど影響されることなく、略一定の強度の
回折光を得ることができる。
【００２４】なお、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。例えば、前記実施形態では、圧電薄膜２の
膜厚Ｈをチャープ型インターデジタルトランスデューサ
３の電気機械結合係数ｋ2が（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0
＋△ｆ／２）の周波数範囲内で最大となるようにした
が、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、電気機械結合係数ｋ2が
（ｆ0＋△ｆ／１０）〜（ｆ 0＋△ｆ／２）の周波数範囲
内、もしくは、（ｆ0＋△ｆ／８）〜（ｆ0＋△ｆ／２）
の周波数範囲内で最大になるように設定しても、回折光
強度のフラット化を図ることができる。
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。例えば、前記実施形態では、圧電薄膜２の
膜厚Ｈをチャープ型インターデジタルトランスデューサ
３の電気機械結合係数ｋ2が（ｆ0＋△ｆ／６）〜（ｆ0
＋△ｆ／２）の周波数範囲内で最大となるようにした
が、圧電薄膜２の膜厚Ｈは、電気機械結合係数ｋ2が
（ｆ0＋△ｆ／１０）〜（ｆ 0＋△ｆ／２）の周波数範囲
内、もしくは、（ｆ0＋△ｆ／８）〜（ｆ0＋△ｆ／２）
の周波数範囲内で最大になるように設定しても、回折光
強度のフラット化を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、チャープ型インターデジタルトランスデュ
ーサの中心周波数よりも高周波側で電気機械結合係数が
最大となるので、チャープ型インターデジタルトランス
デューサに入力された電気エネルギが機械的エネルギに
変換される効率が低周波側より高周波側で高くなる。従
って、高周波側での挿入損失特性の劣化が防止され、挿
入損失特性を、表面弾性波の低周波側から高周波側に渡
って略一定か、又は右上がりにすることができる。これ
により、この表面弾性波装置を音響光学偏向器として使
用した場合、表面弾性波の高周波側での回折効率の低下
が補償され、略一定の強度の回折光を得ることができ
る。
明によれば、チャープ型インターデジタルトランスデュ
ーサの中心周波数よりも高周波側で電気機械結合係数が
最大となるので、チャープ型インターデジタルトランス
デューサに入力された電気エネルギが機械的エネルギに
変換される効率が低周波側より高周波側で高くなる。従
って、高周波側での挿入損失特性の劣化が防止され、挿
入損失特性を、表面弾性波の低周波側から高周波側に渡
って略一定か、又は右上がりにすることができる。これ
により、この表面弾性波装置を音響光学偏向器として使
用した場合、表面弾性波の高周波側での回折効率の低下
が補償され、略一定の強度の回折光を得ることができ
る。
【図１】本発明に係る表面弾性波装置の一実施形態を示
す斜視図。
す斜視図。
【図２】図１に示した表面弾性波装置の周波数に対する
電気機械結合係数を示すグラフ。
電気機械結合係数を示すグラフ。
【図３】図１に示した表面弾性波装置の挿入損失特性を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図４】図１に示した表面弾性波装置の回折光強度特性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図５】圧電薄膜の厚さと電気機械結合係数との関係を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図６】従来の表面弾性波装置の周波数に対する電気機
械結合係数を示すグラフ。
械結合係数を示すグラフ。
【図７】従来の表面弾性波装置の挿入損失特性を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図８】従来の表面弾性波装置の回折光強度特性を示す
グラフ。
グラフ。
１…基板 ２…圧電薄膜（光導波路） ３…インターデジタルトランスデューサ ４…高周波電源 ５…光入射用グレーティング ６…光出射用グレーティング ９…表面弾性波（セザワ波） １０…音響光学偏向器（表面弾性波装置）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 清和 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 福本 真次 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 岩本 剛志 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 CA02 CA22 EA07 EB07 GA10 HA10 5J097 AA06 AA28 BB00 EE10 FF02 FF04 GG07 KK03 KK05
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に設けた圧電薄膜にチャープ型イ
ンターデジタルトランスデューサを設け、該チャープ型
インターデジタルトランスデューサによりセザワ波を励
振させる表面弾性波装置において、 電気機械結合係数が前記チャープ型インターデジタルト
ランスデューサの中心周波数よりも高周波側で最大にな
るように、前記圧電薄膜の膜厚を設定したことを特徴と
する表面弾性波装置。 - 【請求項２】 前記チャープ型インターデジタルトラン
スデューサの中心周波数をｆ0、帯域幅をΔｆとしたと
き、電気機械結合係数が（ｆ0＋Δｆ／１０）〜（ｆ0＋
Δｆ／２）の周波数範囲で最大になるように、前記圧電
薄膜の膜厚を設定したことを特徴とする請求項１記載の
表面弾性波装置。 - 【請求項３】 前記チャープ型インターデジタルトラン
スデューサの中心周波数をｆ0、帯域幅をΔｆとしたと
き、電気機械結合係数が（ｆ0＋Δｆ／８）〜（ｆ0＋Δ
ｆ／２）の周波数範囲で最大になるように、前記圧電薄
膜の膜厚を設定したことを特徴とする請求項１記載の表
面弾性波装置。 - 【請求項４】 前記チャープ型インターデジタルトラン
スデューサの中心周波数をｆ0、帯域幅をΔｆとしたと
き、電気機械結合係数が（ｆ0＋Δｆ／６）〜（ｆ0＋Δ
ｆ／２）の周波数範囲で最大になるように、前記圧電薄
膜の膜厚を設定したことを特徴とする請求項１記載の表
面弾性波装置。 - 【請求項５】 前記基板がＲ面サファイア基板又はＳｉ
基板のいずれか一方の基板であることを特徴とする請求
項１ないし請求項４記載の表面弾性波装置。 - 【請求項６】 前記圧電薄膜がＺｎＯ薄膜であることを
特徴とする請求項１ないし請求項５記載の表面弾性波装
置。 - 【請求項７】 前記表面弾性波装置が光を偏向させる音
響光学偏向器であることを特徴とする請求項１ないし請
求項６記載の表面弾性波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10224620A JP2000056345A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 表面弾性波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10224620A JP2000056345A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 表面弾性波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000056345A true JP2000056345A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16816573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10224620A Pending JP2000056345A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 表面弾性波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000056345A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258326A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Koji Toda | 超音波液晶ディスプレイ |
| JPWO2005050836A1 (ja) * | 2003-11-19 | 2007-06-14 | 株式会社村田製作所 | 端面反射型弾性表面波装置及びその製造方法 |
| CN111064444A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 西安科技大学 | 一种异质薄膜结构延迟线型声表面波器件的设计方法 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP10224620A patent/JP2000056345A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258326A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Koji Toda | 超音波液晶ディスプレイ |
| JP4660844B2 (ja) * | 2001-03-06 | 2011-03-30 | 耕司 戸田 | 超音波液晶ディスプレイ |
| JPWO2005050836A1 (ja) * | 2003-11-19 | 2007-06-14 | 株式会社村田製作所 | 端面反射型弾性表面波装置及びその製造方法 |
| CN111064444A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 西安科技大学 | 一种异质薄膜结构延迟线型声表面波器件的设计方法 |
| CN111064444B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-04-07 | 西安科技大学 | 一种异质薄膜结构延迟线型声表面波器件的设计方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
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