JPS63227110A - 弾性表面波コンボルバ - Google Patents

弾性表面波コンボルバ

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JPS63227110A
JPS63227110A JP6046687A JP6046687A JPS63227110A JP S63227110 A JPS63227110 A JP S63227110A JP 6046687 A JP6046687 A JP 6046687A JP 6046687 A JP6046687 A JP 6046687A JP S63227110 A JPS63227110 A JP S63227110A
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江柄 光一
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望月 規弘
Kenji Nakamura
憲司 中村
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 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2つの弾性表面波信号のコンボリュー
ション信号をとりだす弾性表面波コンボルバに関する。
〔従来技術〕
弾性表面波コンボルバは、スペクトラム拡散通信を行う
にあたってのキーデバイスとして、近年その重要性が増
大しつつある。また、実時間信号処理デバイスとしての
応用も多く考えられ、盛んに研究されている。
第5図及び第6図は、このような従来の弾性表面波コン
ボルバの一例を示すものであり、夫々第5図は平面図、
第6図は第5図のA−A’における略断面図である。図
中、11はYカット(Z伝搬)ニオブ酸すチウ、ム等の
圧電体から成る基板、14.15は、圧電体基板11上
に形成された、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、13は、圧電体基板11上に形成され
た、2つの弾性表面波信号のコンボリューション出力を
とりだす出力電極であり、16は圧電体基板ll上に形
成されたグランド電極である。これらの電極は、アルミ
ニウムなどの導電性材料から成り、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製される。
このような弾性表面波コンボルバを用いて、コンボリュ
ーション出力を取り出す場合には、まず、すだれ状入力
電極14.15に各々搬送周波数ωの2つの信号を入力
し、これらの電気信号を弾性表面波信号に変換する。そ
して、これらの弾性表面波を、圧電体基板1つの表面で
互いに反対方向に伝搬させ、基板の物理的非線形効果を
利用して、出力電極3より搬送周波数2ωのコンボリュ
ーション信号をとりだすものである。
すなわち、2つの弾性表面波を v                        
 ■とすると、基板上には、この基板の非線形効果にv
                vの表面波が発生す
る。この信号は、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、 で表わされる信号として取り出される。ここで積分範囲
は、相互作用長が信号長より大きいとき実となり、前記
信号は2つの弾性表面波のコンボリューションとなる。
このような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、廷 457  (1976)J等に詳し
く述べられている。
ところで、弾性表面波コンボルバは前述のように基板の
物理的非線形性を利用するものであり、基板としては、
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
電気機械結合定数に2と、出力電圧vO及び単位ビーム
幅当りのパワーPI、P2よりM=Vo/f1「h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る。
一方、このような非線形性能指数Mは、基板材料の弾性
、圧電誘電定数などより、理論的に求められることが[
長。
山之内“LiNbO3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)J等で報告されて
いる。これらのことから、従来の弾性表面波コンボルバ
においては、rA、に、Ganguly、  K、L。
Davis″Non1inear 1nteracti
ons in degeneratesurface 
acoustic wave elastic con
volvers”J、  Appl、  Phys  
51. 920 (1980)J等に記載されたように
、Yカット(Z伝搬)ニオブ酸リチウムが、最も好適な
基板材料として用いられていた。
しかしながら、基板として用いることの出来る材料の非
線形性には限界があり、上記の如き従来ノ弾性表面波コ
ンボルバにおいても、十分なコンボリューション効率(
一定入力に対するコンボリューション出力を示す)が得
られなかた。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、構成が簡単で、コンボリューション効
率が十分大きな弾性表面波コンボルバを提供することに
ある。
本発明の上記目的は、従来の弾性表面波コンボルバにお
いて、圧電体基板上の少な(とも出力電極が設けられる
部分に、この基板より大きな非線形効果を有する誘電体
膜を設けることによって達成される。即ち、本発明は、
基板表面に非線形性の大きな誘電体をコーティングする
ことによって、2つの弾性表面波の非線形相互作用の大
きさを高め、コンボリューション効率を向上させるもの
である。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図及び第2図は、本発明に基づく弾性表面波コンボ
ルバの第1実施例を示すものであり、夫々第1図は平面
図、第2図は第1図のA−A’における略断面図である
。図中、l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、4,5は圧電体基板l上に形成された
、電気信号を弾性信号に変換するすだれ状入力電極、2
は、すだれ状電極4,5の存在しない圧電体基板上に形
成された、非線形性の大きな誘電体膜、3は、誘電体膜
2上に形成された、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、6は、誘電体膜2上
に形成されたグランド電極である。これらの電極はアル
ミニウムなどの導電性材料から成り、電極パターンは、
フォトリソグラフィー技術又は蒸着マスクを用いて作製
される。
本実施例において、前記誘電体膜2は、″出力電極3が
設けられる部分にのみ形成されている為、弾性表面波の
励振ミ伝搬は、はとんどYカット(Z伝搬)ニオブ酸リ
チウムから成る圧電体基板lにおいて行われ、誘電体膜
2の材料の電気機械結合定数に2 が小さい場合にも、
弾性表面波のエネルギーは従来例に比べてほとんど減少
しない。
前記誘電体膜2の材料としては、MNA (2−メチル
−4−ニトロアニリン)が好適に使用出来る。
M N Aは のような化学式を持ち、−NH2基、及び−NO2基に
よるπ電子共役系の大きな分極と、−CH3基による非
対称心構造とにより、変位電場による分極などの大きな
2次非線形性を示すものである。例えば、r B、F、
Levine、”An  organic cryst
alwith  an  exceptionally
  large  opticalsecond  h
armonic coefficient : 2−m
ethy!−4−nitroanilline”J、A
ppl、Phys  50 2523(1979)Jに
おいては、MNAの非線形光学係数(do)が、ニオブ
酸リチウム(d3d)の約40倍の値を示すことが報告
されている。
前述の実施例において、コンボリューションを行う際に
は、まず、すだれ状入力電極4,5に各々搬送周波数ω
の2つの信号を入力し、弾性表面波信号を励振する。こ
れらの弾性表面波は、圧電体基板1の表面を互いに反対
方向に伝搬し、出力電極3が設けられた部分において重
なり合う。そして、これらの弾性表面波と基板l及び誘
電体膜2との非線形相互作用によって、出力電極3から
は、搬送周波数2ωのコンボリューション信号が取り出
される。
ここで、誘電体膜2は、圧電体基板lより大きな非線形
性を有しており、これによって、出力電極3からは、基
板単体を用いた従来のコンボルバより大きなコンボリュ
ーション出力が得られた。
第3図及び第4図は夫々本発明の弾性表面波コンボルバ
の他の実施例を示し、図中、第2図と同一の部材には同
一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
第3図示の第2実施例は、誘電体膜2を基板1上の全面
に一様に形成し、その上にすだれ状入力電極4,5出力
電極3及びグランド電極(不図示)を設けたものである
第4図示の第3実施例は、既にすだれ状入力電極4.5
が設けられた基板1上の全表面に一様に誘電体膜2を形
成し、この上に出力電極3及びグランド電極(不図示)
を設けたものである。
上記第2及び第3実施例においても、第1実施例と同様
の効果を得ることが出来る。更に、第2及び第3実施例
においては、誘電体膜の形成によって、弾性表面波速度
、電気機械結合定数に2を変化させることが可能であり
、基板及び誘電体膜の材料定数により最適な構造を選択
できる。
本発明は、以上説明した実施例に限らず、種々の変形が
可能である。例えば、誘電体膜の材料としては、前述の
MNAの他にも、 POM (3−メチル−4−二トロピリジン−1−オキ
サイド。
レンの重合体である。
PDA−NTDA (ポリジアセチレン−N T D 
A )単体の化学式−−−R−c=c−c=c−R’P
DA−MNADA (ポリジアセチレン−MN A D
 A )等の有機物質が好適に用いられる。
また、前述の実施例では、圧電体基板としてYカット(
Z伝搬)ニオブ酸リチウムを用いているが、他のカット
面および伝搬方向としたり、他の弾性表面波デバイス用
圧電体基板を用いることも出来る。
さらに、前述の実施例では、すだれ状入力電極4.5と
して、通常のシングル電極を示したが、弾性表面波の電
極間反射の影響を低減するため、ダブル電極としてもよ
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などを用いることにより、弾性表
面波のビーム幅を圧縮したものについても、本発明は適
用可能である。
また、セルフ・コンボリューションを抑圧するためにツ
ートラック構造としても良い。更に、コンボリューショ
ン電極を分割したものについても本発明は適用可能であ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は弾性表面波コンボルバに
おいて、圧電体基板上に、この基板よりも非線形性の高
い誘電膜を装荷した構造としたので、電気機械結合定数
に2を低下させることなく非線形性能指数Mを増大させ
、コンボリューション効率を向上させる効果が得られる
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示す平面図、第2図
は第1図示の実施例の略断面図、第3図及び第4図〃は
夫々本発明の他の実施例を示す略断面図、第5図は従来
の弾性表面波コンボルバの例を示す平面図、第6図は第
5図示の例の略断面図である。 l・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・圧電
体基板、2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・誘電体膜、3・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・出力電極、4.5・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・すだれ状入力電極、6・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・グランド電極。 紗   1′:3 手続ネ甫正書(自発)θ′( 1、事件の表示 昭和62年特許願第60466  号 2、発明の名称 弾性表面波コンボルバ 3、補正をする者 事件との関係     特許比願人 住所 東京都太田区下丸子3−30−2名称 (100
)  キャノン株式会社代表者 賀  来  蒔 三 
部 4、代理人 居所 〒146東京都大田区下丸子3−30−25、補
正の対象 明細書 6、補正の内容 (1)明細書第5頁第1行から第9行にかけて、「「長
、山之内−−−−(1980)J等に」とあるのを、「
「A、に、Ganguly、に、L、Davis”No
n1inearinteractions  in  
degeneratesurface acousti
c wave elastic convolvers
”J、 Appl、Phys 51.92(1(198
0) J等で報告されている。これらのことから、従来
の弾性表面波コンボルバにおいては、「長、山之内“L
iNb0:+I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) J等に」と補正する。 (2)同第10頁第9行の「重合体である。」を「重合
体である、」と補正する。 特許庁長官  小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第60466  号 2、発明の名称 弾性表面波コンボルバ 3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 ・住所 東京都大田区下丸子3−30−2居所 〒14
6東京都大田区下丸子3−30−2キャノン株式会社内
(電話758−2111)5、補正の対象 明  細  書 6、補正の内容 (1)明細書第3頁第8行の「電極3」を「電極+3J
と訂正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電体基板上に、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、 前記基板上の少なくとも前記出力電極が設けられる部分
    に、前記基板より大きな非線形効果を有する誘電体膜を
    備えたことを特徴とする弾性表面波コンボルバ。
  2. (2)前記誘電体膜が有機物質から成る特許請求の範囲
    第1項記載の弾性表面波コンボルバ。
JP6046687A 1987-03-16 1987-03-16 弾性表面波コンボルバ Expired - Lifetime JPH0640614B2 (ja)

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US07/167,254 US4882715A (en) 1987-03-16 1988-03-11 Surface acoustic wave convolver with dielectric film of high non-linear effect
EP88104125A EP0282978B1 (en) 1987-03-16 1988-03-15 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.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0276408A (ja) * 1988-09-13 1990-03-15 Canon Inc 弾性表面波コンボルバの製造方法
US5084302A (en) * 1989-03-30 1992-01-28 Sharp Kabushiki Kaisha Process for preparing an organic compound thin film for an optical device

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