JPH0785531B2 - 弾性表面波コンボルバ - Google Patents
弾性表面波コンボルバInfo
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- JPH0785531B2 JPH0785531B2 JP62220489A JP22048987A JPH0785531B2 JP H0785531 B2 JPH0785531 B2 JP H0785531B2 JP 62220489 A JP62220489 A JP 62220489A JP 22048987 A JP22048987 A JP 22048987A JP H0785531 B2 JPH0785531 B2 JP H0785531B2
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- surface acoustic
- substituted
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板の物理的非線形効果を利用して互いに逆
方向に伝搬する二弾性表面信号のコンボリューション出
力をとり出す弾性表面波コンボルボに関する。
方向に伝搬する二弾性表面信号のコンボリューション出
力をとり出す弾性表面波コンボルボに関する。
弾性表面波コンボルバは、スペクトラム拡散通信を行な
うにあたってのキーデバイスとして、近年その重要性は
増大しつつある。
うにあたってのキーデバイスとして、近年その重要性は
増大しつつある。
また、実時間信号処理用デバイスとしての応用も多く考
えられ盛んに研究されている。
えられ盛んに研究されている。
第５図および第６図は従来使用されている弾性表面波コ
ンボルバの一例を示すものであり、これに基づき一般的
機能を説明する。
ンボルバの一例を示すものであり、これに基づき一般的
機能を説明する。
図示した弾性表面波コンボルバは、Ｙカット（Ｚ伝搬）
ニオブ酸リチウムから成る圧電体基板１上に、電気信号
を弾性表面波信号に変換するすだれ状入力電極２、３
と、２つの弾性表面波信号のコンボリューション出力を
とりだす出力電極４と、グランド電極５とが形成されて
いるものである。
ニオブ酸リチウムから成る圧電体基板１上に、電気信号
を弾性表面波信号に変換するすだれ状入力電極２、３
と、２つの弾性表面波信号のコンボリューション出力を
とりだす出力電極４と、グランド電極５とが形成されて
いるものである。
電極２、３、４、５は、アルミニウム等から成り、電極
パターンは通常フォトリソグラフィー技術を用いて作成
される。
パターンは通常フォトリソグラフィー技術を用いて作成
される。
このようなコンボルバの機能は、すだれ状電極２、３に
搬送周波数ωの二信号を入力し、電気信号を弾性表面波
信号に変換し、圧電体基板１表面を互いに反対方向に伝
搬させ、圧電体基板１の物理的非線形効果によって、出
力電極４から、搬送周波数２ωのコンボリューション信
号を取り出すことにある。
搬送周波数ωの二信号を入力し、電気信号を弾性表面波
信号に変換し、圧電体基板１表面を互いに反対方向に伝
搬させ、圧電体基板１の物理的非線形効果によって、出
力電極４から、搬送周波数２ωのコンボリューション信
号を取り出すことにある。
すなわち、２つの弾性表面波を、 Ｆ（ｔ−x/v）ｅｊ（kx＋ωｔ）,G（ｔ＋x/v）ｅ
ｊ（−kx＋ωｔ） とすると、基板の非線形効果により、その積である Ｆ（ｔ−x/v）・Ｇ（ｔ＋x/v）ｌj2ωｔ の表面波が発生する。この信号波は、一様な出力電極を
設けることにより、電極領域内で積分され、相互作用領
域長をｌとすると、 となるが、積分範囲は相互作用長が信号長より大きい
と、実質上と±∞としてよく、τ＝ｔ−x/vとすると、 となり、２つの弾性表面波のコンボリューションとな
る。
ｊ（−kx＋ωｔ） とすると、基板の非線形効果により、その積である Ｆ（ｔ−x/v）・Ｇ（ｔ＋x/v）ｌj2ωｔ の表面波が発生する。この信号波は、一様な出力電極を
設けることにより、電極領域内で積分され、相互作用領
域長をｌとすると、 となるが、積分範囲は相互作用長が信号長より大きい
と、実質上と±∞としてよく、τ＝ｔ−x/vとすると、 となり、２つの弾性表面波のコンボリューションとな
る。
コンボリューションのメカニズムは、例えば、柴山“弾
性表面波の応用”テレビジョン 30,457（1976）に詳し
く述べられている。
性表面波の応用”テレビジョン 30,457（1976）に詳し
く述べられている。
弾性表面波コンボルバは、上述したように、基板の物理
的非線形性を利用するものであるが、基板として、電気
エネルギーを弾性エネルギーに変換する能力を示す電気
機械結合定数k2と、出力V0、単位ビーム幅当りのパワー
P1,P2より で示される非線形性能指数Ｍとが大きいことが要求さ
れ、Ｙカット（Ｚ伝搬）ニオブ酸リチウムが上記の特性
を最も満足する基板であることが、長、山之内“単結晶
の非線形定数の決定と非線形弾性波デバイスへの応用”
電気通信学会技術研究報告US86−20,53（1986）に詳細
に述べられている。
的非線形性を利用するものであるが、基板として、電気
エネルギーを弾性エネルギーに変換する能力を示す電気
機械結合定数k2と、出力V0、単位ビーム幅当りのパワー
P1,P2より で示される非線形性能指数Ｍとが大きいことが要求さ
れ、Ｙカット（Ｚ伝搬）ニオブ酸リチウムが上記の特性
を最も満足する基板であることが、長、山之内“単結晶
の非線形定数の決定と非線形弾性波デバイスへの応用”
電気通信学会技術研究報告US86−20,53（1986）に詳細
に述べられている。
しかしながら、上記従来例では、基板の物理的非線形性
の大きさが不充分であり、コンボリューション効率が小
さいという問題点があった。
の大きさが不充分であり、コンボリューション効率が小
さいという問題点があった。
このような問題点に対して、圧電体基板上に、この圧電
体基板より大きな二次非線形性を有する有機誘電体膜を
形成することにより、圧電体基板単体より、大きな非線
形効果を得、大きなコンボリューション効率を得る方法
もある。その方法として、蒸着法等により、薄膜状の結
晶を得ることが試みられている。
体基板より大きな二次非線形性を有する有機誘電体膜を
形成することにより、圧電体基板単体より、大きな非線
形効果を得、大きなコンボリューション効率を得る方法
もある。その方法として、蒸着法等により、薄膜状の結
晶を得ることが試みられている。
しかしながら、このような方法では、二次の非線形効果
を得るために必要な方位に結晶の配向方法を制御するこ
とは容易ではない。故に、必ずしも満足のいく方法とは
言えない。
を得るために必要な方位に結晶の配向方法を制御するこ
とは容易ではない。故に、必ずしも満足のいく方法とは
言えない。
また、アモルフィアスや液晶にミクロ非線形定数の大き
な化合物を溶解しさらに電界等によって、分子を配列す
ることで、非線形効果を得ることも試みられている。
（Singer,K.D.,Sohn.J.E.and Lalama.S.J.;Appl.Phys,L
ett.,49,248（1986）） この方法は得られる組成物が容易にフィルム化でき、機
械的強度が大きいことなどの特徴が得られ、デバイス化
に適した方法であるが、ミクロ非線形定数の大きな化合
物をかなりの割合で混合した組成物を得ることは、一般
に溶解性から困難である。よって、大きな非線形性は得
られない。
な化合物を溶解しさらに電界等によって、分子を配列す
ることで、非線形効果を得ることも試みられている。
（Singer,K.D.,Sohn.J.E.and Lalama.S.J.;Appl.Phys,L
ett.,49,248（1986）） この方法は得られる組成物が容易にフィルム化でき、機
械的強度が大きいことなどの特徴が得られ、デバイス化
に適した方法であるが、ミクロ非線形定数の大きな化合
物をかなりの割合で混合した組成物を得ることは、一般
に溶解性から困難である。よって、大きな非線形性は得
られない。
本発明の目的は、誘電体膜を使用し、しかもその成分を
適切に選定すると共に、その膜に特別な処理を施すこと
によって、機械的強度が大きく、小型化、膜厚の制御も
容易で、デバイス化に適しているという利点を有してい
るだけでなく、コンボリューション効率が今まで以上に
向上したコンボルバを提供することにある。
適切に選定すると共に、その膜に特別な処理を施すこと
によって、機械的強度が大きく、小型化、膜厚の制御も
容易で、デバイス化に適しているという利点を有してい
るだけでなく、コンボリューション効率が今まで以上に
向上したコンボルバを提供することにある。
上記の目的は、 圧電基板上に、弾性表面波信号を励振する第一および第
二のすだれ状入力電極と、該入力電極から互いに逆方向
に伝搬される２つの弾性表面波信号のコンボリューショ
ン信号を、圧電基板の非線形性効果を利用して、とり出
す出力電極が設けられた弾性表面波コンボルバにおい
て、 電子供与基と電子吸引基が直接もしくは共役電子系によ
り結合している化合物と、該化合物に相溶するポリマー
との組成物から実質的に成り、且つ配向処理が施された
誘電体膜が、前記圧電基板の少なくとも出力電極が設け
られている部分に、形成することにより達成される。す
なわち、双極子モーメントの大きな上記化合物がこれと
相溶するポリマーに含有され、所定の配向処理がなされ
ることにより、かかる化合物の結晶方向を、大きな非線
形効果を得る方向に容易に制御でき、大きなコンボリュ
ーション効率が得られる。
二のすだれ状入力電極と、該入力電極から互いに逆方向
に伝搬される２つの弾性表面波信号のコンボリューショ
ン信号を、圧電基板の非線形性効果を利用して、とり出
す出力電極が設けられた弾性表面波コンボルバにおい
て、 電子供与基と電子吸引基が直接もしくは共役電子系によ
り結合している化合物と、該化合物に相溶するポリマー
との組成物から実質的に成り、且つ配向処理が施された
誘電体膜が、前記圧電基板の少なくとも出力電極が設け
られている部分に、形成することにより達成される。す
なわち、双極子モーメントの大きな上記化合物がこれと
相溶するポリマーに含有され、所定の配向処理がなされ
ることにより、かかる化合物の結晶方向を、大きな非線
形効果を得る方向に容易に制御でき、大きなコンボリュ
ーション効率が得られる。
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
第１図は本発明の弾性表面波コンボルバの一態様を表わ
す上面図、第２図はその断面図である。
す上面図、第２図はその断面図である。
この弾性表面波コンボルバでは、厚電基板１上に電気信
号を弾性信号に変換するすだれ状入力電極２、３が形成
され、このすだれ状電極２、３が存在しない圧電基板上
に誘電体膜６が形成されている。そしてその誘電体膜６
の上に弾性表面波信号のコンボリューション出力をとり
だす出力電極４と、グランド電極５とが設けられてい
る。圧電基板１は、前述したように、Ｙカット（Ｚ伝
搬）ニオブ酸リチウムが好ましいが、他のカット面およ
び伝搬方向の基板、また他の弾性表面波デバイス用圧電
体基板を用いることも勿論可能である。なお、電極２、
３、４、５は、アルミニウム等から成り、そのパターン
はフォトリソ技術または蒸着マスクを利用して作製され
たものである。
号を弾性信号に変換するすだれ状入力電極２、３が形成
され、このすだれ状電極２、３が存在しない圧電基板上
に誘電体膜６が形成されている。そしてその誘電体膜６
の上に弾性表面波信号のコンボリューション出力をとり
だす出力電極４と、グランド電極５とが設けられてい
る。圧電基板１は、前述したように、Ｙカット（Ｚ伝
搬）ニオブ酸リチウムが好ましいが、他のカット面およ
び伝搬方向の基板、また他の弾性表面波デバイス用圧電
体基板を用いることも勿論可能である。なお、電極２、
３、４、５は、アルミニウム等から成り、そのパターン
はフォトリソ技術または蒸着マスクを利用して作製され
たものである。
以上の構造の弾性表面波コンボルバから、コンボリュー
ション出力を得る原理は、本質的には第５、６図により
説明した原理と変わらない。しかし、本発明では、次に
詳述するような、圧電体基板１より大きな非線形性をも
ち、しかも特徴のある誘電体膜６が設けられているの
で、極めて大きなコンボリューション出力を得ることが
できる。
ション出力を得る原理は、本質的には第５、６図により
説明した原理と変わらない。しかし、本発明では、次に
詳述するような、圧電体基板１より大きな非線形性をも
ち、しかも特徴のある誘電体膜６が設けられているの
で、極めて大きなコンボリューション出力を得ることが
できる。
本発明における誘電体膜６は、電子供与性基と電子吸引
性基が直接もしくは共役電子系より結合している化合物
（以下、化合物Ａと省略する）を、主要構成成分の一つ
とする。
性基が直接もしくは共役電子系より結合している化合物
（以下、化合物Ａと省略する）を、主要構成成分の一つ
とする。
化合物Ａにおいては、電子供与性置換基は、アミノ基、
アルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ハイド
ロキシアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ハイド
ロキシアルキル−アルキルアミノ基、ジハイドロキシア
ルキルアミノ基、メルカプト基、ハイドロキシ基、プロ
トン基であり、電子吸引性置換基は、ニトロ基、シアノ
基、ハロゲン基、トリフルオロメチル基、カルボニル
基、スルホニル基、カルボキシル基、カルボキシエステ
ル基である。
アルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ハイド
ロキシアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ハイド
ロキシアルキル−アルキルアミノ基、ジハイドロキシア
ルキルアミノ基、メルカプト基、ハイドロキシ基、プロ
トン基であり、電子吸引性置換基は、ニトロ基、シアノ
基、ハロゲン基、トリフルオロメチル基、カルボニル
基、スルホニル基、カルボキシル基、カルボキシエステ
ル基である。
化合物Ａとして、具体的にはモノ置換ベンゼン誘導体、
モノ置換ビピリジン誘導体、ジ置換ビピリジン誘導体、
トリ置換ビピリジン誘導体、テトラ置換ビピリジン誘導
体、トリ置換ベンゼン誘導体、テトラ置換ベンゼン誘導
体、ペンタ置換ベンゼン誘導体、ヘキサ置換ベンゼン誘
導体、モノ置換ビフェニル誘導体、ジ置換ビフェニル誘
導体、トリ置換ビフェニル誘導体、テトラ置換ビフェニ
ル誘導体、モノ置換ナフタレン誘導体、ジ置換ナフタレ
ン誘導体、トリ置換ナフタレン誘導体、テトラ置換ナフ
タレン誘導体、モノ置換ピリジン誘導体、ジ置換ピリジ
ン誘導体、トリ置換ピリジン誘導体、テトラ置換ピリジ
ン誘導体、モノ置換ピラジン誘導体、ジ置換ピラジン誘
導体、トリ置換ピラジン誘導体、テトラ置換ピラジン誘
導体、モノ置換ピリミジン誘導体、ジ置換ピリミジン誘
導体、トリ置換ピリミジン誘導体、テトラ置換ピリミジ
ン誘導体、モノ置換アズレン誘導体、ジ置換アズレン誘
導体、トリ置換アズレン誘導体、テトラ置換アズレン誘
導体、モノ置換ピロール誘導体、ジ置換ピロール誘導
体、トリ置換ピロール誘導体、テトラ置換ピロール誘導
体、モノ置換チオフェン誘導体、ジ置換チオフェン誘導
体、トリ置換チオフェン誘導体、テトラ置換チオフェン
誘導体、モノ置換フラン誘導体、ジ置換フラン誘導体、
トリ置換フラン誘導体、テトラ置換フラン誘導体、モノ
置換ピリリウム塩誘導体、ジ置換ピリリウム塩誘導体、
トリ置換ピリリウム塩誘導体、テトラ置換ピリリウム塩
誘導体、モノ置換キノリン誘導体、ジ置換キノリン誘導
体、トリ置換キノリン誘導体、テトラ置換キノリン誘導
体、モノ置換ピリダジン誘導体、ジ置換ピリダジン誘導
体、トリ置換ピリダジン誘導体、テトラ置換ピリダジン
誘導体、モノ置換トリアジン誘導体、ジ置換トリアジン
誘導体、トリ置換トリアジン誘導体、テトラ置換トリア
ジン誘導体、モノ置換アンスラセン誘導体、ジ置換アン
スラセン誘導体、トリ置換アンスラセン誘導体、テトラ
置換アンスラセン誘導体等が挙げられる。
モノ置換ビピリジン誘導体、ジ置換ビピリジン誘導体、
トリ置換ビピリジン誘導体、テトラ置換ビピリジン誘導
体、トリ置換ベンゼン誘導体、テトラ置換ベンゼン誘導
体、ペンタ置換ベンゼン誘導体、ヘキサ置換ベンゼン誘
導体、モノ置換ビフェニル誘導体、ジ置換ビフェニル誘
導体、トリ置換ビフェニル誘導体、テトラ置換ビフェニ
ル誘導体、モノ置換ナフタレン誘導体、ジ置換ナフタレ
ン誘導体、トリ置換ナフタレン誘導体、テトラ置換ナフ
タレン誘導体、モノ置換ピリジン誘導体、ジ置換ピリジ
ン誘導体、トリ置換ピリジン誘導体、テトラ置換ピリジ
ン誘導体、モノ置換ピラジン誘導体、ジ置換ピラジン誘
導体、トリ置換ピラジン誘導体、テトラ置換ピラジン誘
導体、モノ置換ピリミジン誘導体、ジ置換ピリミジン誘
導体、トリ置換ピリミジン誘導体、テトラ置換ピリミジ
ン誘導体、モノ置換アズレン誘導体、ジ置換アズレン誘
導体、トリ置換アズレン誘導体、テトラ置換アズレン誘
導体、モノ置換ピロール誘導体、ジ置換ピロール誘導
体、トリ置換ピロール誘導体、テトラ置換ピロール誘導
体、モノ置換チオフェン誘導体、ジ置換チオフェン誘導
体、トリ置換チオフェン誘導体、テトラ置換チオフェン
誘導体、モノ置換フラン誘導体、ジ置換フラン誘導体、
トリ置換フラン誘導体、テトラ置換フラン誘導体、モノ
置換ピリリウム塩誘導体、ジ置換ピリリウム塩誘導体、
トリ置換ピリリウム塩誘導体、テトラ置換ピリリウム塩
誘導体、モノ置換キノリン誘導体、ジ置換キノリン誘導
体、トリ置換キノリン誘導体、テトラ置換キノリン誘導
体、モノ置換ピリダジン誘導体、ジ置換ピリダジン誘導
体、トリ置換ピリダジン誘導体、テトラ置換ピリダジン
誘導体、モノ置換トリアジン誘導体、ジ置換トリアジン
誘導体、トリ置換トリアジン誘導体、テトラ置換トリア
ジン誘導体、モノ置換アンスラセン誘導体、ジ置換アン
スラセン誘導体、トリ置換アンスラセン誘導体、テトラ
置換アンスラセン誘導体等が挙げられる。
より具体的には、３−ニトロ−４−ハイドロキシ−３−
ソジウムカルホキシアゾベンゼン、４−クロロ−フェニ
ルキナゾリン、ウレア、アミノアセトニトリル、アミノ
アセトフェノン、アミノアクリジン、アミノアジピック
アシッド、アミノアンスラセン、アミノビフェニル、２
−アミノ−５−ブロモベンゾイックアシッド、１−アミ
ノ−４−ブロモ−２−メチルアンスラキノン、１−アミ
ノ−４−ブロモナフタレン、２−アミノ−５−ブロモピ
リジン、アミノブチリックアシッド、アミノ−クロロベ
ンゼンスルホニックアシッド、２−アミノ−４−クロロ
ベンゾイックアシッド、２−アミノ−４−クロロベンゾ
イックアシッド、２−アミノ−５−クロロベンゾイック
アシッド、３−アミノ−４クロロベンゾイックアシッ
ド、４−アミノ−２−クロロベンゾイックアシッド、５
−アミノ−２−クロロベンゾイックアシッド、２−アミ
ノ−５−クロロベンゾニトリル、２−アミノ−５−クロ
ロベンゾフェノン、アミノ−クロロベンゾトリフルオラ
イド、３−アミノ−６−クロロメチル−２−プラジンカ
ーボニトリル−４−オキサイド、２−アミノ−４−クロ
ロ−６−メチルピリジン、１−アミノ−４−クロロナフ
タレン、２−アミノ−３−クロロ−1,4−ナフトキノ
ン、２−アミノ−４−クロロ−５−ニトロフェノール、
２−アミノ−４−クロロ−５−ニトロトルエン、２−ア
ミノ−４−クロロ−４−フェノール、Ｎ−（２−アミノ
−４−クロロフェニル）アンスラニックアシッド、２−
アミノ−５−クロロプリン、２−アミノ−５−クロロピ
リジン、３−アミノ−２−クロロピリジン、５−アミノ
−２−クロロピリジン、アミノクリセン、２−アミノ−
ｐ−クレゾール、３−アミノ−ｏ−クレゾール、４−ア
ミノ−ｏ−クレゾール、４−アミノ−ｍ−クレゾール、
６−アミノ−ｍ−クレゾール、３−アミノクロトンニト
リル、６−アミノ−３−シアノ−2,4−ジメチルピリジ
ン、５−アミノ−６−シアノ−２−ピラジニルアセテー
ト、４−［Ｎ（２−メチル−３−シアノ−５−ピラジニ
ルメチル）アミノ］ベンゾイックアシッド、3,5−ジニ
トロアニリン、４（2,4−ジニトロアニリノ）フェノー
ル、2,4−ジニトロアニソール、2,4−ジニトロベンズア
ルデヒド、2,6−ジニトロベンズアルデヒド、3,5−ジニ
トロベンズアミド、1,2−ジニトロベンゼン、1,3−ジニ
トロベンゼン、1,4ジニトロベンゼン、3,4−ジニトロベ
ンゾイックアシッド、3,5−ジニトロベンゾイックアシ
ッド、3,5−ジニトロベンゾニトリル、２、６−ジニト
ロ−ｐ−クレゾール、4,6−ジニトロ−ｏ−クレゾー
ル、2,4−ジニトロジフェニルアミン、ジニトロジュレ
ン、2,4−ジニトロ−Ｎ−エチルアニリン、2,7−ジニト
ロフルオレン、2,4−ジニトロフルオロエンゼン、1,3−
ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、1,8−
ジニトロナフタレン、2,4−ジニトロフェノール、2,5−
ジニトロフェノール、2,4−ジニトロフェニルヒドラジ
ン、3,5−ジニトロサリシリックアシッド、2,3−ジニト
ロトルエン、2,4−ジニトロトルエン、2,6−ジニトロト
ルエン、3,4−ジニトロトルエン、９−ニトロアンスラ
セン、４−ニトロアンスラニックアシッド、２−アミノ
−５−トリフルオロメチル−1,3,4−チアゾール、７−
アミノ−４−（トリフルオロメチル）−クマリン、９−
シアノアンスラセン、３−シアノ−4,6−ジメチル−２
−ハイドロキシピリジン、５−シアノインドール、２−
シアノ−６−メトキシベンゾチアゾール、９−シアノフ
ェナンスレン、シアヌリッククロライド、1,2−ジアミ
ノアンスラキノン、3,4−ジアミノゼンゾイックアシッ
ド、3,5−ジアミノベンゾイックアシッド、3,4−ジアミ
ノベンゾフェノン、2,4−ジアミノ−６−（ハイドロキ
シメチル）プテリジン、2,6−ジアミノ−４−ニトロト
ルエン、2,3−ジシアノハイドロキノン、2,4−ジニトロ
アニリン、2,6−ジニトロアニリン、２−アミノ−５−
ヨードベンゾイックアシッド、アミノメタンスルホニッ
クアシッド、アミノメトキシベンゾイックアシッド、２
−アミノ−４−メトキシベンゾチアゾール、２−アミノ
−６−メトキシベンゾチアゾール、５−アミノ−２−メ
トキシフェノール、５−アミノ−２−メトキシピリジ
ン、２−アミノ−３−メチルベンゾイックアシッド、２
−アミノ−５−メチルベンゾイックアシッド、２−アミ
ノ−６−メチルベンゾイックアシッド、３−アミノ−４
−メチルベンゾイックアシッド、４−アミノ−３−メチ
ルベンゾフェノン、２−アミノ−４−メチルベンゾフェ
ノン、７−アミノ−４−メチルクマリン、３−アミノ−
５−メチルイソオキサゾール、７−アミノ−４−メチル
−1,8−ナフチリジン−２−オールである。
ソジウムカルホキシアゾベンゼン、４−クロロ−フェニ
ルキナゾリン、ウレア、アミノアセトニトリル、アミノ
アセトフェノン、アミノアクリジン、アミノアジピック
アシッド、アミノアンスラセン、アミノビフェニル、２
−アミノ−５−ブロモベンゾイックアシッド、１−アミ
ノ−４−ブロモ−２−メチルアンスラキノン、１−アミ
ノ−４−ブロモナフタレン、２−アミノ−５−ブロモピ
リジン、アミノブチリックアシッド、アミノ−クロロベ
ンゼンスルホニックアシッド、２−アミノ−４−クロロ
ベンゾイックアシッド、２−アミノ−４−クロロベンゾ
イックアシッド、２−アミノ−５−クロロベンゾイック
アシッド、３−アミノ−４クロロベンゾイックアシッ
ド、４−アミノ−２−クロロベンゾイックアシッド、５
−アミノ−２−クロロベンゾイックアシッド、２−アミ
ノ−５−クロロベンゾニトリル、２−アミノ−５−クロ
ロベンゾフェノン、アミノ−クロロベンゾトリフルオラ
イド、３−アミノ−６−クロロメチル−２−プラジンカ
ーボニトリル−４−オキサイド、２−アミノ−４−クロ
ロ−６−メチルピリジン、１−アミノ−４−クロロナフ
タレン、２−アミノ−３−クロロ−1,4−ナフトキノ
ン、２−アミノ−４−クロロ−５−ニトロフェノール、
２−アミノ−４−クロロ−５−ニトロトルエン、２−ア
ミノ−４−クロロ−４−フェノール、Ｎ−（２−アミノ
−４−クロロフェニル）アンスラニックアシッド、２−
アミノ−５−クロロプリン、２−アミノ−５−クロロピ
リジン、３−アミノ−２−クロロピリジン、５−アミノ
−２−クロロピリジン、アミノクリセン、２−アミノ−
ｐ−クレゾール、３−アミノ−ｏ−クレゾール、４−ア
ミノ−ｏ−クレゾール、４−アミノ−ｍ−クレゾール、
６−アミノ−ｍ−クレゾール、３−アミノクロトンニト
リル、６−アミノ−３−シアノ−2,4−ジメチルピリジ
ン、５−アミノ−６−シアノ−２−ピラジニルアセテー
ト、４−［Ｎ（２−メチル−３−シアノ−５−ピラジニ
ルメチル）アミノ］ベンゾイックアシッド、3,5−ジニ
トロアニリン、４（2,4−ジニトロアニリノ）フェノー
ル、2,4−ジニトロアニソール、2,4−ジニトロベンズア
ルデヒド、2,6−ジニトロベンズアルデヒド、3,5−ジニ
トロベンズアミド、1,2−ジニトロベンゼン、1,3−ジニ
トロベンゼン、1,4ジニトロベンゼン、3,4−ジニトロベ
ンゾイックアシッド、3,5−ジニトロベンゾイックアシ
ッド、3,5−ジニトロベンゾニトリル、２、６−ジニト
ロ−ｐ−クレゾール、4,6−ジニトロ−ｏ−クレゾー
ル、2,4−ジニトロジフェニルアミン、ジニトロジュレ
ン、2,4−ジニトロ−Ｎ−エチルアニリン、2,7−ジニト
ロフルオレン、2,4−ジニトロフルオロエンゼン、1,3−
ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、1,8−
ジニトロナフタレン、2,4−ジニトロフェノール、2,5−
ジニトロフェノール、2,4−ジニトロフェニルヒドラジ
ン、3,5−ジニトロサリシリックアシッド、2,3−ジニト
ロトルエン、2,4−ジニトロトルエン、2,6−ジニトロト
ルエン、3,4−ジニトロトルエン、９−ニトロアンスラ
セン、４−ニトロアンスラニックアシッド、２−アミノ
−５−トリフルオロメチル−1,3,4−チアゾール、７−
アミノ−４−（トリフルオロメチル）−クマリン、９−
シアノアンスラセン、３−シアノ−4,6−ジメチル−２
−ハイドロキシピリジン、５−シアノインドール、２−
シアノ−６−メトキシベンゾチアゾール、９−シアノフ
ェナンスレン、シアヌリッククロライド、1,2−ジアミ
ノアンスラキノン、3,4−ジアミノゼンゾイックアシッ
ド、3,5−ジアミノベンゾイックアシッド、3,4−ジアミ
ノベンゾフェノン、2,4−ジアミノ−６−（ハイドロキ
シメチル）プテリジン、2,6−ジアミノ−４−ニトロト
ルエン、2,3−ジシアノハイドロキノン、2,4−ジニトロ
アニリン、2,6−ジニトロアニリン、２−アミノ−５−
ヨードベンゾイックアシッド、アミノメタンスルホニッ
クアシッド、アミノメトキシベンゾイックアシッド、２
−アミノ−４−メトキシベンゾチアゾール、２−アミノ
−６−メトキシベンゾチアゾール、５−アミノ−２−メ
トキシフェノール、５−アミノ−２−メトキシピリジ
ン、２−アミノ−３−メチルベンゾイックアシッド、２
−アミノ−５−メチルベンゾイックアシッド、２−アミ
ノ−６−メチルベンゾイックアシッド、３−アミノ−４
−メチルベンゾイックアシッド、４−アミノ−３−メチ
ルベンゾフェノン、２−アミノ−４−メチルベンゾフェ
ノン、７−アミノ−４−メチルクマリン、３−アミノ−
５−メチルイソオキサゾール、７−アミノ−４−メチル
−1,8−ナフチリジン−２−オールである。
ところで、一般に分子構造によってきまる２次のミクロ
非線系定数は次式で表され（Ward,J.F.;Reviews of Mnd
ern Physics,37,1,（1965）） ω(ng):基底・励起状態間エネルギー差 h:ブランク定数 ri(gn):基底・励起状態間双極子行列要素 e:電子電荷 Δri(n)＝ri(mm)→ri(gg) 大きな双極子モーメントを有するものが有効である。
非線系定数は次式で表され（Ward,J.F.;Reviews of Mnd
ern Physics,37,1,（1965）） ω(ng):基底・励起状態間エネルギー差 h:ブランク定数 ri(gn):基底・励起状態間双極子行列要素 e:電子電荷 Δri(n)＝ri(mm)→ri(gg) 大きな双極子モーメントを有するものが有効である。
この点から考えると、上に代表される化合物Ａにおい
て、電子供与性置換基がアミノ基、アルキル基、アルコ
キシ基、アルキルアミノ基、ハイドロキシアルキルアミ
ノ基、ジアルキルアミノ基、ハイドロキシアルキル−ア
ルキルアミノ基、ジハイドロキシアキルアミノ基、メル
カプト基、ハイドロキシ基、プロトン基であり、電子吸
引性置換が、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、トリフ
ルオロメチル基、カルボニル基、スルホニル基、カルボ
キシル基、カルボキシエステル基であるものは、その電
子供与性置換基と電子吸引性置換基の相互作用によっ
て、分子内の双極子モーメントが大きく、材料として好
適である。しかしながら、実際には、これらの化合物
は、その結晶構造において、反転対称中心をもちやす
く、ほとんどの場合、２次の非線形性は得られなかっ
た。
て、電子供与性置換基がアミノ基、アルキル基、アルコ
キシ基、アルキルアミノ基、ハイドロキシアルキルアミ
ノ基、ジアルキルアミノ基、ハイドロキシアルキル−ア
ルキルアミノ基、ジハイドロキシアキルアミノ基、メル
カプト基、ハイドロキシ基、プロトン基であり、電子吸
引性置換が、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、トリフ
ルオロメチル基、カルボニル基、スルホニル基、カルボ
キシル基、カルボキシエステル基であるものは、その電
子供与性置換基と電子吸引性置換基の相互作用によっ
て、分子内の双極子モーメントが大きく、材料として好
適である。しかしながら、実際には、これらの化合物
は、その結晶構造において、反転対称中心をもちやす
く、ほとんどの場合、２次の非線形性は得られなかっ
た。
これに対し、本発明では、化合物Ａの他、これと相溶す
るポリマーを、誘導体膜の主要構成成分とし、反転対称
中心をなくし、非線形効果が最大になる方向へ配向処理
を施すことで、優れた非線形効果が得られるようにした
ものである。
るポリマーを、誘導体膜の主要構成成分とし、反転対称
中心をなくし、非線形効果が最大になる方向へ配向処理
を施すことで、優れた非線形効果が得られるようにした
ものである。
上記ポリマーは、大きな双極子モーメントを有する化合
物Ａと相溶し、相互作用により反射対称中心を除去する
ことに適したものであり、例としてはポリオキシアルキ
レンが挙げられ、下記式に示されるものが優れている。
物Ａと相溶し、相互作用により反射対称中心を除去する
ことに適したものであり、例としてはポリオキシアルキ
レンが挙げられ、下記式に示されるものが優れている。
−（−Ｒ−Ｏ−）ｎ− （２） ［Ｒは炭素数１〜６のアルキレン基を示し、ｎは100〜2
00000である。］ Ｒとして、炭素数１〜６のアルキレン基が利用されるの
は、炭素数７以上では化合物Ａとの相溶性が減少してし
まうために優れた物性のフィルムを得ることができない
からである。
00000である。］ Ｒとして、炭素数１〜６のアルキレン基が利用されるの
は、炭素数７以上では化合物Ａとの相溶性が減少してし
まうために優れた物性のフィルムを得ることができない
からである。
この中でＲが炭素数２〜４のポリオキシアルキレンが特
に好ましい。このような相溶性が発生する理由として
は、上記ポリオキシアルキレンはその結晶状態において
ラセン構造を有しているためと考えられる。
に好ましい。このような相溶性が発生する理由として
は、上記ポリオキシアルキレンはその結晶状態において
ラセン構造を有しているためと考えられる。
上記両成分から成る誘電体膜６になす配向処理は、電
解、磁界、延伸などが利用できる。
解、磁界、延伸などが利用できる。
電解による特に有効な配向処理は、誘電体膜６を、その
材料の融点以上に加熱し、その状態で弾性表面波の電場
と等しい方向に電界を印加しつつ、融点以下は冷却する
方法である。この場合の電界の印加は、例えば、誘電体
膜の上面と下面とに電極を設けて直流電流を印加しても
よいし、コロナ放電等によってもよい。
材料の融点以上に加熱し、その状態で弾性表面波の電場
と等しい方向に電界を印加しつつ、融点以下は冷却する
方法である。この場合の電界の印加は、例えば、誘電体
膜の上面と下面とに電極を設けて直流電流を印加しても
よいし、コロナ放電等によってもよい。
かかる配向処理によって、化合物Ａの双極子モーメント
を電界方向にそろえてやることにより、最も大きいミク
ロ線形定数を誘電体膜面に垂直にそろえることが可能に
なり、非線形効果を最も有効に利用することができる。
を電界方向にそろえてやることにより、最も大きいミク
ロ線形定数を誘電体膜面に垂直にそろえることが可能に
なり、非線形効果を最も有効に利用することができる。
有効な配向処理の他の方法として、誘電体膜の材料の融
点以上に加熱し、磁場を印加しつつ融点以下に冷却する
方法や一軸もしくは二軸延伸処理が挙げられる。
点以上に加熱し、磁場を印加しつつ融点以下に冷却する
方法や一軸もしくは二軸延伸処理が挙げられる。
なお、配向処理の前の段階までの誘電体膜の形成法は特
に限定されないが、例えば、化合物Ａを、これと相溶す
るポリマーの溶液に加えて均一化し、その均一溶液を、
キャスト後、乾燥する方法が利用できる。
に限定されないが、例えば、化合物Ａを、これと相溶す
るポリマーの溶液に加えて均一化し、その均一溶液を、
キャスト後、乾燥する方法が利用できる。
このとき、40〜120℃に加熱すれば、化合物Ａとポリマ
ーが分離しない良好な誘電体膜が得られる。なお、誘電
体膜は、バルクと違い、作製も容易で、膜厚の任意に代
えることができる等の利点がある。
ーが分離しない良好な誘電体膜が得られる。なお、誘電
体膜は、バルクと違い、作製も容易で、膜厚の任意に代
えることができる等の利点がある。
第３図に本発明の第二の態様の断面を示す。この態様
は、誘電体膜６が圧電体基板１上の全表面に一様に成膜
され、その上にすだれ状電極2,3、出力電極４およびグ
ランド電極が形成された構造を有する。第３図に本発明
の第３の態様の断面を示す。これは、すだれ状電極２、
３が形成された圧電体基板１の全表面に一様に誘電体膜
６が形成され、誘電体膜６上に出力電極４が形成された
構造を有する。
は、誘電体膜６が圧電体基板１上の全表面に一様に成膜
され、その上にすだれ状電極2,3、出力電極４およびグ
ランド電極が形成された構造を有する。第３図に本発明
の第３の態様の断面を示す。これは、すだれ状電極２、
３が形成された圧電体基板１の全表面に一様に誘電体膜
６が形成され、誘電体膜６上に出力電極４が形成された
構造を有する。
これら両構造でも、第１図に示したものと同じ効果を得
られる。また、これら両構造にすることによって、弾性
表面波速度、電気機械結合定数k2を変化させることが可
能であり、圧電基板１および誘電体膜６の材料定数によ
り最適な構造を選択できる。
られる。また、これら両構造にすることによって、弾性
表面波速度、電気機械結合定数k2を変化させることが可
能であり、圧電基板１および誘電体膜６の材料定数によ
り最適な構造を選択できる。
本発明は、以上の態様に限らず、種々の変形が可能であ
る。例えば、上記態様では、すだれ電極として通常のシ
ングル電極が利用されたが、弾性波表面波の電極間反射
の影響を低減するために、ダブル電極を利用してもよ
い。また、ホーン型導波路やマルチストリップカプラを
応用した圧縮器等を用いることにより、弾性表面波のビ
ームを圧縮したものとしてもよい。また、セルフコンボ
リューションを抑制するために、２トラック構造とする
ことも可能である。更に、コンボリューション電極を分
割することも可能である。
る。例えば、上記態様では、すだれ電極として通常のシ
ングル電極が利用されたが、弾性波表面波の電極間反射
の影響を低減するために、ダブル電極を利用してもよ
い。また、ホーン型導波路やマルチストリップカプラを
応用した圧縮器等を用いることにより、弾性表面波のビ
ームを圧縮したものとしてもよい。また、セルフコンボ
リューションを抑制するために、２トラック構造とする
ことも可能である。更に、コンボリューション電極を分
割することも可能である。
実施例１ 分子量２万のポリオキシエチレン1.03g（23mmol）とバ
ラニトロアニリン0.44（3mmol）をベンゼン10mlに加
え、５時間溶解したものを、YZ−LiNbO3単結晶基板のす
だれ状電極以外の部分にスピンコートし、60〜80℃に保
ち、蒸発乾固したところ、均一な誘電体膜が得られた。
ラニトロアニリン0.44（3mmol）をベンゼン10mlに加
え、５時間溶解したものを、YZ−LiNbO3単結晶基板のす
だれ状電極以外の部分にスピンコートし、60〜80℃に保
ち、蒸発乾固したところ、均一な誘電体膜が得られた。
次に、入力すだれ状電極、出力電極を通常のフォトリソ
グラフィー技術を用いて蒸着した。更に、YZ−LiNbO3単
結晶基板の裏側にアルミを蒸着した。これを80℃の昇温
し、上下両電極間に100V/cm以上の電界を付加しつつ、
室温まで冷却し、本発明に係る表面弾性波コンボルバを
得た。
グラフィー技術を用いて蒸着した。更に、YZ−LiNbO3単
結晶基板の裏側にアルミを蒸着した。これを80℃の昇温
し、上下両電極間に100V/cm以上の電界を付加しつつ、
室温まで冷却し、本発明に係る表面弾性波コンボルバを
得た。
実施例２ 分子量500万のポリオキシエチレン2.12（48mmol）とバ
ラニトロアニリン1.57（11mmol）をアセトニトリル100m
lに加え、５時間溶解したものを、YZ−LiNbO3単結晶基
板上のすだれ状電極以外の部分にスピンコートし、60〜
80℃に保ち、蒸発乾固したところ、均一な誘電体膜が得
られた。
ラニトロアニリン1.57（11mmol）をアセトニトリル100m
lに加え、５時間溶解したものを、YZ−LiNbO3単結晶基
板上のすだれ状電極以外の部分にスピンコートし、60〜
80℃に保ち、蒸発乾固したところ、均一な誘電体膜が得
られた。
次に入力すだれ状電極、出力電極を通常のフォトリソ技
術を用いて、蒸着した。これに、５〜6kVの電圧でコロ
ナ放電を行なうことにより配向処理を施した。
術を用いて、蒸着した。これに、５〜6kVの電圧でコロ
ナ放電を行なうことにより配向処理を施した。
以上説明したように、本発明の表面弾性波コンボルボ
は、非常に簡単な方法で作製でき、しかもその誘電体膜
は非線形性が大きいので、電気機械定数k2を低下させる
ことなく、非線形結合定数Ｍを増大させ、弾性表面波コ
ンボルバのコンボリューション出力を向上させることが
可能になった。
は、非常に簡単な方法で作製でき、しかもその誘電体膜
は非線形性が大きいので、電気機械定数k2を低下させる
ことなく、非線形結合定数Ｍを増大させ、弾性表面波コ
ンボルバのコンボリューション出力を向上させることが
可能になった。
第１図および第２図は、本発明の弾性表面波コンボルバ
の一態様を示す概略図、第３図および第４図は、それぞ
れ本発明の他の態様を示す断面図、第５および第６図は
従来例を示す図である。 1:圧電基板、２、3:すだれ状電極 4:出力電極、5:グランド電極 6:誘電体膜
の一態様を示す概略図、第３図および第４図は、それぞ
れ本発明の他の態様を示す断面図、第５および第６図は
従来例を示す図である。 1:圧電基板、２、3:すだれ状電極 4:出力電極、5:グランド電極 6:誘電体膜
Claims (3)
- 【請求項１】圧電基板上に各々が弾性表面波信号を励振
する複数の入力電極と、基板の非線形効果を利用して、
これら励振された信号のコンボリューション信号を取り
出す出力電極とを設けて成る弾性表面波コンボルバにお
いて、 電子供与基と電子吸引基が直接もしくは共役電子系によ
り結合している化合物と、該化合物に相溶するポリマー
との組成物から実質的に成り、且つ配向処理が施された
誘電体膜が、前記圧電基板の少なくとも出力電極が設け
られている部分に、形成されていることを特徴とする弾
性表面波コンボルバ。 - 【請求項２】前記電子供与性基が、アミノ基、アルキル
基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ハイドロキシア
ルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ハイドロキシア
ルキル−アルキルアミノ基、ジハイドロキシアルキルア
ミノ基、またはメルカプト基であり、前記電子吸引性基
が、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、トリフルオロメ
チル基、カルボニル基である特許請求の範囲第１項記載
の弾性表面波コンボルバ。 - 【請求項３】配向処理法が電界印加配向処理であるとこ
ろの特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波コンボル
バ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62220489A JPH0785531B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 弾性表面波コンボルバ |
| US07/167,254 US4882715A (en) | 1987-03-16 | 1988-03-11 | Surface acoustic wave convolver with dielectric film of high non-linear effect |
| DE88104125T DE3885923T2 (de) | 1987-03-16 | 1988-03-15 | Oberflächenschallwellenfaltungsvorrichtung mit dielektrischem Film mit hoher nichtlinearer Wirkung. |
| EP88104125A EP0282978B1 (en) | 1987-03-16 | 1988-03-15 | Surface acoustic wave convolver with dielectric film of high non-linear effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62220489A JPH0785531B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 弾性表面波コンボルバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6464382A JPS6464382A (en) | 1989-03-10 |
| JPH0785531B2 true JPH0785531B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16751868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62220489A Expired - Fee Related JPH0785531B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-09-04 | 弾性表面波コンボルバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785531B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025792A1 (fr) * | 1995-02-16 | 1996-08-22 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif a surface elastique oscillante et circuit electronique utilisant cet element |
| JPH10284762A (ja) | 1995-02-16 | 1998-10-23 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 表面弾性波を増幅するための積層構造及び増幅器 |
| WO2010018760A1 (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 有機圧電材料、有機圧電体膜の製造方法、超音波振動子及び超音波探触子 |
-
1987
- 1987-09-04 JP JP62220489A patent/JPH0785531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6464382A (en) | 1989-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |