JPS59114515A - 超音波・光相関器 - Google Patents
超音波・光相関器Info
- Publication number
- JPS59114515A JPS59114515A JP22387082A JP22387082A JPS59114515A JP S59114515 A JPS59114515 A JP S59114515A JP 22387082 A JP22387082 A JP 22387082A JP 22387082 A JP22387082 A JP 22387082A JP S59114515 A JPS59114515 A JP S59114515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- ultrasonic
- elastic surface
- optical
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超音波信号と光信号との相関信号を得るだめ
の信号処理デバイスに関するものである。
の信号処理デバイスに関するものである。
さらに光信号を電気信号に変換するための光学像のセン
シングデバイスに関するものである。
シングデバイスに関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
二つの電気信号Ｓｌ およびＳ２の相関信号を得るだめ
の信号処理機能を有するデ・々イスへの実現は、近年通
信分野の重要な課題となっている。特に信号の一方が映
像信号の場合、電気信号と映像信号の相関信号をリアル
タイムで処理機能を有するデバイスは通信分野に限らず
、多くの産業分野に亘って要求されている。
の信号処理機能を有するデ・々イスへの実現は、近年通
信分野の重要な課題となっている。特に信号の一方が映
像信号の場合、電気信号と映像信号の相関信号をリアル
タイムで処理機能を有するデバイスは通信分野に限らず
、多くの産業分野に亘って要求されている。
現在、リアルタイムで映像信号を処理することが可能な
デバイスが実現していないため、撮像管等を用いて映像
信号を電気信号に変換して、計算機のメモリ一部に記憶
し、その記録信号を計算機内で信号処理を行ない、その
結果を外部に出力する方法が一般的である。
デバイスが実現していないため、撮像管等を用いて映像
信号を電気信号に変換して、計算機のメモリ一部に記憶
し、その記録信号を計算機内で信号処理を行ない、その
結果を外部に出力する方法が一般的である。
現在、リアルタイムで映像信号の処理機能を持たせるだ
めのデバイスが各種提案されている。それらの一つとし
てフーリエ変換レンズを用いて、光学系で映像信号をリ
アルタイムで処理する試みがなされている。
めのデバイスが各種提案されている。それらの一つとし
てフーリエ変換レンズを用いて、光学系で映像信号をリ
アルタイムで処理する試みがなされている。
しかし、上記例、例えばフーリエ変換レンズを用いた光
学系システムでの高速フーリエ変換システム等は、変換
システム自体が大きくかつ複雑で、さらに変換デバイス
の他に光信号の電気信号への変換部が必要なこと等、シ
ステム全体が大型となる等の欠点があった。
学系システムでの高速フーリエ変換システム等は、変換
システム自体が大きくかつ複雑で、さらに変換デバイス
の他に光信号の電気信号への変換部が必要なこと等、シ
ステム全体が大型となる等の欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、圧電体表面上を伝搬する弾性波を用いて、そ
の表面に投影された影像を弾性波との相関信舟として取
・り出すことを特徴とする小型、かつ高速応答性を有す
る超音波・光相関信号器を提供することを目的とする。
の表面に投影された影像を弾性波との相関信舟として取
・り出すことを特徴とする小型、かつ高速応答性を有す
る超音波・光相関信号器を提供することを目的とする。
（発明の構成）
第１図に本発明の超音波・光相関器の構成を示す。本発
明の超音波・光相関器は圧電体基板１」二に設けた弾性
表面波励起用くし型電極対２ 、２’。
明の超音波・光相関器は圧電体基板１」二に設けた弾性
表面波励起用くし型電極対２ 、２’。
表面波伝搬途上に設けたアモルファスシリコン３とから
成る。
成る。
この超音波・光相関器は、アモルファスシリコン３上に
光を照射し、圧電体１上を伝搬する弾性波信号と、アモ
ルファスシリコン３上の光信号との相関信号を得ること
を特徴とする。
光を照射し、圧電体１上を伝搬する弾性波信号と、アモ
ルファスシリコン３上の光信号との相関信号を得ること
を特徴とする。
（実施例の説明）
本発明の一実施例にかかる超音波・光相関信号器を第１
図とともに説明する。
図とともに説明する。
第１図において、弾性波伝搬途上にアモルファスシリコ
ンを設けた理由は、従来ＣｄＳ 、単結晶シリコン等各
種の光活性物質で同様の実験を行ってきたが、光の強さ
に対する電気抵抗率の変化率、信頼度、製造上の容易さ
、無公害性の点でアモルファスシリコンが最適であるこ
とを見い出したためである。
ンを設けた理由は、従来ＣｄＳ 、単結晶シリコン等各
種の光活性物質で同様の実験を行ってきたが、光の強さ
に対する電気抵抗率の変化率、信頼度、製造上の容易さ
、無公害性の点でアモルファスシリコンが最適であるこ
とを見い出したためである。
この場合、くし型電極対２，２′のそれぞれに高周波電
源７，７′を結合し、弾性表面波を左右上り発生させる
。
源７，７′を結合し、弾性表面波を左右上り発生させる
。
つぎに物体像６の光学像６′をレンズ系５を介してアモ
ルファスシリコン３上に投影する。
ルファスシリコン３上に投影する。
アモルファスシリコン３上に投影された光学像６′はシ
リコン３の各場所場所で光の強弱に応じた光電流を発生
させる。それらの電流の担い手である電子あるいはホー
ルは、圧電体基板１」二に発生した弾性波の電界によっ
て、それらの周波数の和の周波数に対応した周波数の雷
９界を発生し電流が流れる。それらの電流は出力部４を
介して外部に取シ出される。この場合弾性波の振幅成い
は周波数に信号を印加しておくことにより出力部４より
取り出される信号は、超音波信号と光信号との相関信号
となり超音波・光相関器としての機能を示す・ 第２図は本発明の他の実施例を示す。この場合は映像を
圧電体基板上を通して結像させた場合で、第１図と比較
したとき、アモルファスシリコン３の厚みが増加したと
きに、圧電体基板１とアモルファスシリコン３との界面
に有効に光が照射される利点がある。
リコン３の各場所場所で光の強弱に応じた光電流を発生
させる。それらの電流の担い手である電子あるいはホー
ルは、圧電体基板１」二に発生した弾性波の電界によっ
て、それらの周波数の和の周波数に対応した周波数の雷
９界を発生し電流が流れる。それらの電流は出力部４を
介して外部に取シ出される。この場合弾性波の振幅成い
は周波数に信号を印加しておくことにより出力部４より
取り出される信号は、超音波信号と光信号との相関信号
となり超音波・光相関器としての機能を示す・ 第２図は本発明の他の実施例を示す。この場合は映像を
圧電体基板上を通して結像させた場合で、第１図と比較
したとき、アモルファスシリコン３の厚みが増加したと
きに、圧電体基板１とアモルファスシリコン３との界面
に有効に光が照射される利点がある。
圧電体基板を伝搬する弾性表面波はアモルファスシリコ
ン内でエネルギーを消費され減衰する。
ン内でエネルギーを消費され減衰する。
伝搬スるさいアモルファスシリ、コンの電気抵抗率によ
シ吸収される表面波のエネルギーが異なる。
シ吸収される表面波のエネルギーが異なる。
第３図に、第１図においてくし型電極２で表面波を発生
させ、くし型電極２′で受信した振幅イ直とアモルファ
スシリコンの電気抵抗率の関係を示す。
させ、くし型電極２′で受信した振幅イ直とアモルファ
スシリコンの電気抵抗率の関係を示す。
第３図においてｌの部分は光との相互作用が生じても直
ちに内部でショートされてしまうため外部出力は発生し
ない。Ｈの部分は超音波が吸収されて光との相互作用が
生じない。用いることができるのは■の部分である。こ
のように■の部分、しかも１０Ω釧より大きいことが条
件となることが確認されている。さらに、光の吸収効率
の増加および非線形性を増加させるだめ、アモルファス
シリコン３の内部にＰ型半導体層およびＮ型半導体層を
設けることにより効率を改善することができる。この実
施例を第４図に示す。
ちに内部でショートされてしまうため外部出力は発生し
ない。Ｈの部分は超音波が吸収されて光との相互作用が
生じない。用いることができるのは■の部分である。こ
のように■の部分、しかも１０Ω釧より大きいことが条
件となることが確認されている。さらに、光の吸収効率
の増加および非線形性を増加させるだめ、アモルファス
シリコン３の内部にＰ型半導体層およびＮ型半導体層を
設けることにより効率を改善することができる。この実
施例を第４図に示す。
圧電体基板１上にアモルファスシリコンよシなるＰ型（
あるいはＮ型）半導体４１を設け、さらにＮ型（あるい
はＰ型）半導体４２を設けてＰ−Ｎ接合を作り上記の目
的を達成する。
あるいはＮ型）半導体４１を設け、さらにＮ型（あるい
はＰ型）半導体４２を設けてＰ−Ｎ接合を作り上記の目
的を達成する。
一般に、弾性表面波はアモルファスシリコン内部に音波
の波長程度浸透する。しかし光に対して活性領域は数ミ
クロン以下であるため、アモルファスシリコン層は薄い
ことが望せしい。
の波長程度浸透する。しかし光に対して活性領域は数ミ
クロン以下であるため、アモルファスシリコン層は薄い
ことが望せしい。
最大限音波の波長程度、具体的に記すならば弾性表面波
伝搬速度が３０００ ｍ／ ｓ ｅ ｃ程度で、周波数
１００ ＭＨｚの場合波長３０μｍとなり、アモルファ
スシリコン厚は３０μｍ以下でなければならない。
伝搬速度が３０００ ｍ／ ｓ ｅ ｃ程度で、周波数
１００ ＭＨｚの場合波長３０μｍとなり、アモルファ
スシリコン厚は３０μｍ以下でなければならない。
弾性表面波が伝搬する際に、アモルファスシリコンと直
接接していない場合に１ｄ次の利点を持つ。
接接していない場合に１ｄ次の利点を持つ。
（１）弾性表面波のモードが乱さないため、伝搬損失が
減少する。
減少する。
（２） 圧電体を構成するイオン例えばアルカリ金属
イオン等のアモルファスシリコン層への拡散を防止する
ことができる。
イオン等のアモルファスシリコン層への拡散を防止する
ことができる。
（３） アモルファスシリコン層への光の照射量が、
中間層を設けることにより反射防止膜として作用し増大
する。
中間層を設けることにより反射防止膜として作用し増大
する。
以上の理由により、第５図に示す中間層５１を圧電体基
板１とアモルファスシリコン５２との間に設ける。この
場合中間層５１の材料はリン酸ガラス酸化ケイ素、シリ
コンナイトライ等が有効であることが確認されている。
板１とアモルファスシリコン５２との間に設ける。この
場合中間層５１の材料はリン酸ガラス酸化ケイ素、シリ
コンナイトライ等が有効であることが確認されている。
弾性表面波の伝搬する媒質として、電気機械系々は係数
の大きいしＩＮ−ｂＯ６，ＬＩＴａＯ３，Ｂｉ１２Ｇｅ
Ｏ２゜、ｚｎＯｌＣｄＳ等が望捷しい。さらに、アルモ
ファスシ１）コンのインピーダンスが低い場合には特に
圧電セラミックスが有効と々る。
の大きいしＩＮ−ｂＯ６，ＬＩＴａＯ３，Ｂｉ１２Ｇｅ
Ｏ２゜、ｚｎＯｌＣｄＳ等が望捷しい。さらに、アルモ
ファスシ１）コンのインピーダンスが低い場合には特に
圧電セラミックスが有効と々る。
さらに、ガラス上にＺｎＯ、ＣｄＳ 、 ＡＡＮ 、
ＺｎＳ等の圧電性を有する圧電膜上にアモルファスシリ
コンＩＩＩを構成することにより、より小型化された、
イ氏コストの相関器が可能となる。
ＺｎＳ等の圧電性を有する圧電膜上にアモルファスシリ
コンＩＩＩを構成することにより、より小型化された、
イ氏コストの相関器が可能となる。
（発明の効果）
以上のように本発明は、アモルファスシリコフ層を光感
受性膜として用いることにより、高感１隻（高効率）超
音波信号と光信号との相関器７５玉作製されることを示
した。
受性膜として用いることにより、高感１隻（高効率）超
音波信号と光信号との相関器７５玉作製されることを示
した。
本発明による超音波・光相関器は（１）高速処理デバイ
スであること、（２）固体化デ・々イスであることによ
り、通信分野に限らず工業化分野一般に巾広い応用が見
込まれる効果がある。
スであること、（２）固体化デ・々イスであることによ
り、通信分野に限らず工業化分野一般に巾広い応用が見
込まれる効果がある。
第１図はアモルファスシリコン上に光を照射した構成に
よる本発明の一実施例を示す超音波・光相関器の概略図
、第２図は圧電体を介して照射した状態の本発明の一実
施例の超音波・光相関器の概略図、第３図は弾性表面波
吸収のアモルファスシリコンの電気抵抗依存性を示す図
、第４図はＰ−Ｎアモルファスシリコン層の構造図、第
５図はバッファ層を設けたアモルファスシリコン圧電体
の構造図である。 ｌ・・・圧電体基板、２．２′・・くし型電極対、３゜
５２・・・アモルファスシリコン、５・・・レンズ系、
６・・・物体像、６′・・・光学像、７．７′・・高周
波電源、４１．４２・・・Ｐ型、Ｎ型半導体、５１・・
・中間層。 第１図 第３図 （髪込にヰ 第２図 第４図
よる本発明の一実施例を示す超音波・光相関器の概略図
、第２図は圧電体を介して照射した状態の本発明の一実
施例の超音波・光相関器の概略図、第３図は弾性表面波
吸収のアモルファスシリコンの電気抵抗依存性を示す図
、第４図はＰ−Ｎアモルファスシリコン層の構造図、第
５図はバッファ層を設けたアモルファスシリコン圧電体
の構造図である。 ｌ・・・圧電体基板、２．２′・・くし型電極対、３゜
５２・・・アモルファスシリコン、５・・・レンズ系、
６・・・物体像、６′・・・光学像、７．７′・・高周
波電源、４１．４２・・・Ｐ型、Ｎ型半導体、５１・・
・中間層。 第１図 第３図 （髪込にヰ 第２図 第４図
Claims (8)
- （１）圧電体基板上に設けた弾性表面波励起用くし型電
極と表面波伝搬途上に設けたアモルファスシリコンとを
有し、前記アモルファスシリコン上に光を照射し、前記
圧電体基板上を伝搬する弾性波信号と前記アモルファス
シリコン上の光信号との相関信号を得ることを特徴とす
る超音波・光相関器。 - （２）圧電体基板を通して、アモルファスシリコンに光
を照射することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の超音波・光相関器。 - （３） アモルファスシリコンの電気抵抗率を１０オー
ム・センナメートルよシ大とすることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の超音波・光相関器。 - （４） アモルファスシリコンに■族の原子および■
族の原子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の超音波・光相関器。 - （５） アモルフスシリコンが、圧電体上に積層され
たＰ型半導体層およびＮ型半導体層であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の超音波・光相関器
。 - （６） アモルフスシリコン膜の厚みを圧電体上を伝
搬する弾性表面波の波長以下とすることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の超音波・光相関器。 - （７） アモルファスシリコンを中間層を介して圧電
体基板上に設けることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の超音波・光相関器。 - （８）圧電体基板として圧電結晶或いは圧電薄膜を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の超
音波・光相関器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387082A JPS59114515A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 超音波・光相関器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22387082A JPS59114515A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 超音波・光相関器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59114515A true JPS59114515A (ja) | 1984-07-02 |
Family
ID=16804992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22387082A Pending JPS59114515A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 超音波・光相関器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59114515A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5236043A (en) * | 1975-09-11 | 1977-03-19 | Thomson Csf | Electrooacoustic device for analyzing primary optical image |
| JPS5486341A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-09 | Canon Inc | Electrophotographic photoreceptor |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP22387082A patent/JPS59114515A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5236043A (en) * | 1975-09-11 | 1977-03-19 | Thomson Csf | Electrooacoustic device for analyzing primary optical image |
| JPS5486341A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-09 | Canon Inc | Electrophotographic photoreceptor |
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