JP5203347B2 - 弾性波デバイス及び電子部品 - Google Patents
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Description
前記弾性波導波路に設けられ、前記第1の伝播モード部から伝播してきたゼロ次の伝播モードの弾性波である第1の弾性波に含まれる特定の周波数成分によってエネルギー閉じ込めモードの弾性波である第2の弾性波が励振されるエネルギー閉じ込めモード部と、
このエネルギー閉じ込めモード部の周囲の領域に設けられ、前記第2の弾性波より高い周波数の遮断周波数を持つ遮断部と、
前記第1の弾性波の伝播する方向に沿って、前記遮断部を挟んでエネルギー閉じ込めモード部と隣り合う位置に設けられ、当該遮断部を介してリークした前記第2の弾性波をゼロ次の伝播モードの弾性波である第3の弾性波にモード変換して伝播させる第2の伝播モード部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る電子部品は、上述の各弾性波デバイスを備えていることを特徴とする。
以上より、(1)式〜(4)式において、(5)式の条件を満たす定在波の角周波数「ω」が共振角周波数「ωR」に相当することとなる。
また圧電体10の圧電材料は水晶に限定されるものではなく、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ランガサイトなどであってもよい。
また厚みすべり振動を利用する場合、エネルギー閉じ込めモード部2の厚さ「h1」は、エネルギー閉じ込めモードの次数が高くなるほど厚くなるので、例えば最低次数のモードを利用する場合に比べて弾性波共振子1の製作や取り扱いが容易になる。さらにこのようにエネルギー閉じ込めモード部2を厚くできることにより、エネルギー閉じ込めモード部2の体積Vと、上下両面の表面積Sとの比「V/S」を大きく取ることができる。例えば経年劣化しやすい非圧電体材料にて弾性波導波路を構成した場合などであっても「V/S」の値を大きくすることによって経年劣化による体積変化などに伴うエネルギー閉じ込めモードの共振周波数の変化を抑制することができる。これらに加えて、遠隔励振を利用すると、圧電体10に電極41、42、51、52を設ける際の加工時の熱ひずみや電極41、42、51、52自体の経年劣化も避けることができる。また本発明の弾性波共振子で利用可能な高次のエネルギー閉じ込めモードは、図16に例示した厚みすべり振動の例に限られず、厚み縦振動や厚みねじれ振動における高次のエネルギー閉じ込めモードを利用してもよいことは勿論である。
以上図17を用いてマイクロバランス8の構成例を説明したが、例えばエネルギー閉じ込めモード部2の突出部分側に吸着層81を設けたり、図1、図7、図8などに示した他の弾性波共振子1、1a、1bと同様に構成されたマイクロバランス8を用いたりするなどしてもよく、また弾性波導波路100を圧電体10にて構成し、電極41、42、51、52を設けて励振を行ってもよいことは勿論である。
弾性波共振子
10 圧電体
11 凹部
2、2a〜2c
閉じ込めモード部
3 遮断部
4 第1の伝播モード部
41、42 電極
43 テーパー部
5 第2の伝播モード部
51、52 電極
53 テーパー部
60 レジスト
7 多重モードフィルタ
8 マイクロバランス
Claims (14)
- 弾性体材料からなる弾性波導波路に設けられた第1の伝播モード部と、
前記弾性波導波路に設けられ、前記第1の伝播モード部から伝播してきたゼロ次の伝播モードの弾性波である第1の弾性波に含まれる特定の周波数成分によってエネルギー閉じ込めモードの弾性波である第2の弾性波が励振されるエネルギー閉じ込めモード部と、
このエネルギー閉じ込めモード部の周囲の領域に設けられ、前記第2の弾性波より高い周波数の遮断周波数を持つ遮断部と、
前記第1の弾性波の伝播する方向に沿って、前記遮断部を挟んでエネルギー閉じ込めモード部と隣り合う位置に設けられ、当該遮断部を介してリークした前記第2の弾性波をゼロ次の伝播モードの弾性波である第3の弾性波にモード変換して伝播させる第2の伝播モード部と、を備えたことを特徴とする弾性波デバイス。 - 前記ゼロ次の伝播モードの弾性波は、ゼロ次のSH波であることを特徴とする請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記遮断部は、前記弾性体材料の厚さが前記エネルギー閉じ込めモード部よりも薄くなっていることにより、前記第2の弾性波の周波数よりも高い周波数の遮断周波数を持つように形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の弾性波デバイス。
- 前記弾性波導波路は、前記遮断部の外方の領域の弾性体材料の厚さが当該遮断部よりも厚く形成されており、この外方の領域は前記ゼロ次の伝播モードの弾性波の伝播方向に沿って、前記遮断部に向けて弾性体材料の厚さが連続的に薄くなるテーパー部を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記エネルギー閉じ込めモード部は、平板形状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記エネルギー閉じ込めモード部は、片面凸レンズ形状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記エネルギー閉じ込めモード部は、平面形状が四角以上の多角形または円形または楕円形に形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記弾性波デバイスは各々前記遮断部にて周囲を囲まれた2以上のエネルギー閉じ込めモード部を備え、これらのエネルギー閉じ込めモード部は、各エネルギー閉じ込めモード部内に励振される第2の弾性波が互いに結合可能なように、前記ゼロ次の伝播モードの弾性波の伝播方向に互いに隣り合うように設けられていることにより多重モードフィルタを構成していることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記弾性体材料は、圧電体であり、前記第1の弾性波を励振させる第1の電極を前記第1の伝播モード部に設け、前記第3の弾性波を取り出す第2の電極を前記第2の伝播モード部に設けたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記第1の弾性波は第1の伝播モード部にレーザー光を照射することにより励振され、前記第3の弾性波は、レーザー式の振動計により検出されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記第1の伝播モード部は第2の伝播モード部を共用していることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記第2の弾性波は、高次のエネルギー閉じ込めモードの弾性波であることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 前記エネルギー閉じ込めモード部の表面には、感知対象物を吸着するための吸着層が形成されていることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
- 請求項1ないし13のいずれか一つに記載の弾性波デバイスを備えたことを特徴とする電子部品。
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