JP6629192B2 - 不要なモードの抑制が改善された電気音響変換器 - Google Patents
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Description
すなわち、活性領域内の周期構造に隣接して配置される単位セル当たり、低速度の2本のストライプが存在する。ここで、単位セルは、音波長λの縦方向における長さを有する音響トラックの区分を指す。
すなわち、活性領域内の周期構造に隣接して配置される各単位セル内に、高速度の2本のストライプが存在する。
基板上の電極指の存在によって、速度プロファイルを成形する便利な方法が確立される。指の質量によって、波伝播の指音響インピーダンスおよび電気抵抗率の詳細、特に波速度を操作することができる。たとえばバスバーおよび電極指の電極構造の材料を介して、基板のある場所における基板の質量負荷を増加させると、主に波速度の減少に繋がる。たとえば高いヤング率を有する材料を介して、音響トラックの剛性パラメータを増加させると、主に速度の増加に繋がる。
・ 指幅の増加による質量負荷の増加によって減少した速度、
・ 指厚の増加による質量負荷の増加によって減少した速度、
・ 電極指上に堆積された付加的な材料による質量負荷の増加によって減少した速度、
・ ギャップ領域内のダミーパッチによる質量負荷の増加によるギャップ領域内の減少した速度、
・ 電極指上のストライプ内に堆積された材料による質量負荷の増加によって減少した速度、
・ 指幅の減少による質量負荷の減少によって増加した速度、
・ 指厚の減少による質量負荷の減少によって増加した速度、
・ 電極指から除去された材料による質量負荷の減少によって増加した速度
を介して調節される。
図1は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)またはタンタル酸リチウム(LiTaO3)などの圧電材料を含み得る基板SUを示す。xは縦方向を指す。yは横方向を指す。櫛型の変換器が、主な伝播方向がx方向と平行であるように配置される。したがって、基板SUの結晶カットは、高い結合係数が得られるように選択される。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
電気音響変換器(TD)であって、
縦方向(x)と、前記縦方向(x)と直交する横方向(y)と、
前記変換器(TD)内を伝播する音波の横速度プロファイル(VP)と、
音響活性領域(AAR)とを備え、
前記横速度プロファイル(VP)は、前記活性領域(AAR)内に周期構造(PS)を有し、
前記周期構造(PS)は、複数の極小値と、前記極小値よりも大きい複数の極大値とを有し、
前記周期構造(PS)の両側に、前記横速度プロファイル(VP)のエッジ構造(ES)が位置しており、前記エッジ構造(ES)内の速度(v)は前記周期構造(PS)の前記極大値よりも低く、
圧電材料はLiNbO3である、電気音響変換器。
[C2]
電気音響変換器(TD)であって、
縦方向(x)と、前記縦方向(x)と直交する横方向(y)と、
前記変換器(TD)内を伝播する音波の横速度プロファイル(VP)と、
音響活性領域(AAR)とを備え、
前記横速度プロファイル(VP)は、前記活性領域(AAR)内に周期構造(PS)を有し、
前記周期構造(PS)は、複数の極小値と、前記極小値よりも大きい複数の極大値とを有し、
前記周期構造(PS)の両側に、前記横速度プロファイル(VP)のエッジ構造(ES)が位置しており、前記エッジ構造(ES)内の速度(v)は前記周期構造(PS)の前記極小値よりも高く、
圧電材料はLiTaO 3 である、電気音響変換器。
[C3]
ダミーフィンガーを備える、C1から2に記載の変換器(TD)。
[C4]
前記エッジ構造(ES)は単位セル当たり2本のストライプを含み、前記2本のストライプの各々は、前記周期構造(PS)のそれぞれの側に直接隣接して配置されている、C1から3のいずれか1項に記載の変換器(TD)。
[C5]
前記エッジ構造(ES)の前記ストライプは、前記周期構造(PS)の周期的な長さの50%よりも大きい長さlを有する、C4に記載の変換器(TD)。
[C6]
前記エッジ構造(ES)の前記ストライプは、前記周期構造(PS)の周期的な長さの50%よりも小さい長さlを有する、C4に記載の変換器。
[C7]
ギャップ構造(GS)の2本のストライプを備え、
前記ギャップ構造(GS)において、前記速度(v)は前記周期構造(PS)の前記速度(v)の前記極大値よりも大きく、
前記活性領域(AAR)は、前記ギャップ構造(GS)の前記2本のストライプ同士の間に配置されている、C1から6のいずれか1項に記載の変換器(TD)。
[C8]
前記ギャップ構造(GS)のストライプは、0.5λから10λの、または2λから4λの長さを有する、C1から7に記載の変換器(TD)。
[C9]
前記ギャップ構造(GS)は、0.2から0.8の金属化率ηを有する、C1から8のいずれか1項に記載の変換器(TD)。
[C10]
圧電基板(SU)と、
前記基板(SU)上に配置され、前記縦方向(x)と平行に配列された2本のバスバー(BB)と、
櫛型の電極指(EF)とを備え、前記電極指の各々は、前記基板(SU)上に配置され、前記バスバー(BB)の一方に接続され、前記横方向(y)と平行に配列される、C1から9のいずれか1項に記載の変換器(TD)。
[C11]
前記横速度プロファイル(VP)は、以下から選択される1つ以上の測定値、すなわち、
・ 指(EF)幅の増加による質量負荷の増加によって減少した速度(v)、
・ 指(EF)厚の増加による質量負荷の増加によって減少した速度(v)、
・ 前記電極指(EF)上に堆積された付加的な材料による質量負荷の増加によって減少した速度(v)、
・ 前記ギャップ構造(GS)に対応するギャップ領域内のダミーパッチによる質量負荷の増加による前記ギャップ構造(GS)内の減少した速度(v)、
・ 前記電極指(EF)上のストライプ内に堆積された材料による質量負荷の増加によって減少した速度(v)、
・ 指(EF)幅の減少による質量負荷の減少によって増加した速度(v)、
・ 指(EF)厚の減少による質量負荷の減少によって増加した速度(v)、
・ 前記電極指(EF)から除去された材料による質量負荷の減少によって増加した速度(v)
を介して調節される、C1から10のいずれか1項に記載の変換器(TD)。
1,2:変換器の周波数依存コンダクタンス、AAR:音響活性領域、BB:バスバー、DM:誘電材料、DS:誘電ストライプ、EF:電極指、ES:エッジ構造、FM:周波数変調、GS:ギャップ構造、MS:金属ストライプ、PS:周期構造、SU:基板、TD:変換器、v:速度、VP:速度プロファイル、x:縦方向、y:横方向。
Claims (11)
- 電気音響変換器であって、
圧電基板と、
前記基板上に配置されたバスバーと、および、
前記変換器内を伝播する音波が速度プロファイルと音響活性領域とを有するように、前記バスバーに結合され、および前記基板上に配置された櫛型の電極指と、
を備え、ここにおいて、
前記速度プロファイルは、前記活性領域内に周期構造を有し、
前記周期構造は、複数の極小値と、前記極小値よりも大きい複数の極大値とを有し、
前記周期構造の両側に、前記速度プロファイルのエッジ構造が位置しており、前記エッジ構造内の速度は、前記周期構造の前記極大値よりも低く、および、
各エッジ構造は、前記速度プロファイルのギャップ構造に隣接し、および前記ギャップ構造と前記周期構造との間に配置され、前記ギャップ構造の速度は、前記周期構造の前記速度の極大値よりも大きい、電気音響変換器。 - 前記エッジ構造は、単位セル当たり2本のストライプを備え、前記2本のストライプの各々は、前記周期構造のそれぞれの側に直接隣接して配置されている、請求項1に記載の変換器。
- 前記エッジ構造の前記ストライプは、前記周期構造の周期的な長さの50%よりも大きい長さを有する、請求項2に記載の変換器。
- 前記エッジ構造の前記ストライプは、前記周期構造の周期的な長さの50%よりも小さい長さを有する、請求項2に記載の変換器。
- 前記ギャップ構造は、前記エッジ構造のそれぞれの側に直接隣接して配置されている2本のストライプを備え、および、
前記活性領域は、前記ギャップ構造の前記2本のストライプ同士の間に配置されている、請求項1に記載の変換器。 - 前記ギャップ構造のストライプは、0.5λから10λの、または2λから4λの長さを有する、請求項3に記載の変換器。
- 前記ギャップ構造は、0.2から0.8の金属化率ηを有する、請求項3に記載の変換器。
- 前記バスバーは、前記変換器の縦方向に配列され、および、
前記櫛型の電極指は、前記変換器の横方向と平行に配列される、
請求項1に記載の変換器。 - 前記速度プロファイルは、以下から選択される1つ以上の測定値、すなわち、
指幅の増加による質量負荷の増加によって減少した速度、
指厚の増加による質量負荷の増加によって減少した速度、
前記電極指上に堆積された付加的な材料による質量負荷の増加によって減少した速度、
前記ギャップ構造に対応するギャップ領域内のダミーパッチによる質量負荷の増加による前記ギャップ構造内の減少した速度、
前記電極指上のストライプ内に堆積された材料による質量負荷の増加によって減少した速度、
指幅の減少による質量負荷の減少によって増加した速度、
指厚の減少による質量負荷の減少によって増加した速度、または、
前記電極指から除去された材料による質量負荷の減少によって増加した速度
を介して調節される、請求項1に記載の変換器。 - 前記圧電基板は、LiNbO3を備える、請求項1に記載の変換器。
- 前記圧電基板は、LiTaO3を備える、請求項1に記載の変換器。
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