JPS63500838A - 複式誘電体多心伝送回線とその応用装置 - Google Patents

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】 複式誘電体多心伝送回線とその応用装置背景技術 本発明は高周波伝送回線、とくにミリメートル波伝送用ブレーナ形導波管装置に 関する。

導波管伝送方式は高周波の電波の伝送に広く用いられており、その代表例には同 軸ケーブル、中空金属管、光ファイバがある。これらの導波管装置はいずれも遠 距離通信に有効であるが、集積回路のように送受信点間距離ってプレーナ伝送方 式が有効であり、種々のブレーナ伝送回線が構成されている。

ブレーナ伝送回線の一型式では、金属導体が導波プロセスの主役を果しており、 この種類には周知のマイクロストリップライン、スロットライン、コプレーナ導 波管、コプレーナ形ストリップラインが含まれる。また別種のブレーナ伝送方式 では、ストリップ誘電体が導波プロセスの主役として働いており、公知の誘電体 ストリップガイドと転倒形ストリップガイドとがこの方式に含まれる。なお上記 ストリップガイドの代表的な実施例は昭和５２年６月７日付米国特許番号第４． ０２８．６４３号および昭和５９年７月３１日付米国特許番号第４．４８３．３ ３０号にそれぞれ開示されている。

一般的にいって、上記プレーナ伝送方式はいずれも非ブレーナ方式に比べて大幅 に小型化、軽量化されておリ、またモノリシック技術やハイブリッド技術も上記 ブレーナ伝送線路と関連性が大きい。したがってこれらの新技術の利用により、 ブレーナ伝送方式の機能と信頼性を強化し、製品の歩どまりを向上することが期 待される。また大量生産による大幅なコストダウンも可能になる。

発明の要約 本発明はその底面に金属系接地板を付着した基板層と導波層とを含をする多層形 の平板状誘電体構造を目的とする。上記誘電体構造の最上層として誘電体の部片 を含有し、この部片の上面に薄膜導体が被着しである。誘電体の各層は、導体表 面から伝搬エネルギを除去して導体損を減少するように、誘電率を考慮して選択 しである。

誘電体の部片の上面に被着した薄膜導体によって、相当に広い帯域で単一モード 伝送が可能となる。また所望のモードを基板モードに結合したとき放射損が低減 する。さらに基本モードの偏波は伝送回路の異なる境界面の平行度に多少ひずろ があっても伝送に支障ないように設定する。上記の特徴を存する構造体から広範 囲の応用装置が出現しており、この中１．こ空中線、パワカブラ、開閉器、アイ ソレータ、サーキュレータが含まれる。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は先行技術によるマイクロストリップラインを示す透視図である。

第１Ｂ図は先行技術によるスロットラインを示す透視図である。

第１Ｃ図は先行技術によるコプレーナ導波管を示す透視図である。

第１Ｄ図は先行技術によるコプレーナ形ストリップを示す透視図である。

第２Ａ図は先行技術によるストリップ誘電体式導波管を示す透視図である。

第２Ｂ図は先行技術による転倒形ストリップ誘電体式導波管を示す透視図である 。

第３図は本発明による平板形導波管の導波管モードを示す略図である。

第４図は本発明による複式誘導体多心伝送線路の一実施例を示す透視図である。

第５図は第４図の伝送路の別の実施例を示す透視図である。

第６図は第４図の導波管構造に従って製作された空中線の一実施例を示す透視図 である。

第７図は第６図の線７−７についての空中線の断面図であり、また放射を生ずる 誘電体層の境界面間のエネルギ分布を示す。

第８図は第５図の伝送路に従って構成された空中線の別の実施例を示す透視図で ある。

第９図は第４図の伝送路に従って構成されたアイソレータ装置の一実施例を示す 透視図である。

第１０図は第４図の伝送路に従って製作されたアイソレータ装置の別の実施例を 示す透視図である。

第１１Ａ−１１Ｂ図は第９−１Ｏ図のアイソレータ装置の動作を説明する略図で ある。

第１２図は第４図の伝送路に従って構成されたサーキュレータ形結合装置を示す 透視図である。

第１３図は第１２図の結合装置の上に装荷されたフェライト部片のパターンを示 す透視図である。

第１４図は第１２図のサーキュレータの設計変更例を示す部分断面図である。

第１５図は第４図の伝送路に従って構成された光学制御式スイッチ装置を示す透 視図である。

第１６図は方形導波管を第４図の伝送線路と結合する装置を示す部分断面図であ る。

第１７−１８図は第１６図の結合装置の動作を説明する略図である。

第１９図は外部電源からの電力を第４図の導波管に有効に結合する装置の一実施 例を示す透視図である。

第２０図は外部電源からの電力を第４図の導波管に結合する装置の別の実施例を 示す透視図である。

発明の詳細な説明 本発明による好ましい実施例について述べる前に、第１Ａ−ＩＤ図、第２Ａ−２ Ｂ図の示す先行技術の詳細と限界点を最初に論する。

ミリメートル波伝送用のブレーナ導波管は過去約２０年間にわたり開発が行われ てきた。導波管内のエネルギ伝搬において重要なことはモードの概念である。モ ードとは導波管の断面のエネルギの空間分布をいう。一般に導波管は複数個のモ ードを伝搬できる。また各モードは特定のしゃ断周波数を有しており、該周波数 よりも低い周波数においては導波管は該モードの通過を阻止する。通常、所望の 周波数範囲において単モードのみを通過させるように、導波管の断面寸法を選定 する。このモードは最低のしゃ断周波数の基本モードと一般に呼ばれており、そ の直後の高次モードのしゃ断周波数が導波管の有効帯域幅を示す。したがって上 記の単モード動作が許すかぎり最も広い帯域幅の導波管を設計することが通例で ある。

ブレーナ導波管設計において第一に考慮すべき重要事は、いわゆる基板モードの 性格と姿態である。基板モードは有害な寄生モードであって、伝搬を阻止しない と、導波管の屈曲部と不連続部においてシビアな伝送損を生ずることがある。し たがって不要モード問題は導波管の広範囲な形状パラメータと使用周波数範囲に わたって検討すべきである。たとえば、上記米国特許番号節４．４８３，３３０ 号に開示された非反射式導波管において、金属製接地板と誘電体部片の間に工作 不良によって僅かなギャップが生ずると放射損を招くことが現在確定されている 。この問題は主として基本モードの電界が接地板とほぼ平行しているためである 。従って電界が接地板とほぼ直角方向になるように、基本モードの偏波を決める ことが好ましいが、非分散式導波管ではこれは不可能である。

同様に、上記米国特許番号箱４．０２８．８４３号に開示されたストリップ誘電 体式導波管にも欠点がある。一つは、この方式の基本モードは二種類の直交偏波 状態の混合であるため、寄生的不要モードと結合して部分漏えいを伴う。しかも 周波数の低下につれて、不要モードとの結合がより強化するので、電力伝送にょ る導波管と外界の差が不明確になる。別の欠点として、この導波管は直流電力を 伝搬する機構が欠けている。

さて図面について説明する。第１Ａ−ＩＤ図の先行技術による装置において、ス トリップ導体が導波プロセスの主役を占める。第１Ａ図のマイクロストリップラ インにおいて、ストリップ導体（１０）が誘電体（１１）の上に装着してあり、 誘電体（１１）の底面には金属製接地板（１２）が装着されている。また第１Ｂ 図のストリップラインでは、２個の平行する導体（１３）が誘電体（１４）の上 に固着しである。第１ｃ図のコプレーナ形導波管では、３個の平行する導体（１ ５）が誘電体（１Ｂ）の上に配設してあり、外側の２個のストリップ導体（１５ ）は接地板として働く。第１Ｄ図において、コプレーナ形ストリップ導体（１７ ）が誘電体（１８）の上に装着されているが、該導体（１７）の端部と平板状の 誘電体（１８）の端部とは、第１Ｂ図のスロットラインの場合と異なり。

面一ではない。

第１Ａ図のマイクロストリップラインは、ストリップ導体を用いた先行技術の構 成の中で最も汎用性があり使用実績も多い。しかしマイクロストリップ形伝送路 は６０ＧＨｚ以下の使用実績では優れているが、該方式固有の欠点も明らかにな っている。すなわち、マイクロストリップラインでは１基板モードを抑制するた めに、誘電体基板の厚さを最小限におさえている。たとえば、６０　ＧＨｚにお ける代表的な基板厚さは最大０．２０３２ｍｍ（０００８’　）である。６０Ｇ ｌｌｚ以上については、基板の板厚をより薄くしなければならない。

基板が薄いことは、マイクロストリップラインの電気的、機械的諸性質に重大な 影響を及ぼす。マイクロストリップラインのインピーダンスは、主としてストリ ップ導体の幅Ｗと誘電体厚さｈとの比、すなわちＷ／ｈで決定される。Ｗの値の 上限は、所望の周波数において伝送エネルギの波長に比べてＷを小さくするとい う要件で決定される。またＷの下限値は幅狭線路の製作精度と歩どまりによって 決定される。上記の限界値はまた、回路設計者にとって線路インピーダンスの選 択範囲を限定する。この結果として、極薄の誘電体基板を用いると、装置の汎用 性が限定される。

別の重大な欠点は伝送損である。マイクロストリップにおける伝送損は主として 金属導体の抵抗損である。この抵抗損は通常、周波数に伴って増加するが、マイ クロストリップの場合は極薄の誘電体基板を用いるので、抵抗損の増加がより早 くなる。さらに第三の問題点は製造上の問題であり、極薄の基板加工に特別な配 慮を要するので、製品袋どまりが悪くなる。

マイクロストリップの第四の問題点は熱特性である。

熱特性の観点から言えば、基板の板厚は未だ過大であるという皮肉な結論に達す る。プレーナ発信点をその上に集積化した半導体を誘電体の基板に代えて用いる と、該発信点の発生熱は、装置の作動を保つためには、除去しなければならない 。困ったことに、大半の電気絶縁材は、ダイアモンドと酸化ベリリウムを例外と して、熱絶縁材を兼ねているので、発生熱を伴う装置は、基板を極薄にしない限 り、ヒートシンクによって熱を吸収しなければならない。

上記の難点を解消するために、基板を導波管の外装の中に挿入して冷却フィン構 成と懸垂式−基板−ストリップライン構成とをつくるなど種々の改造努力が行わ れたが、これらの改造装置は導波管の外装の寸法によって制約されるほか、小型 化と軽量化のメリットがいくぶん犠牲になり、また発熱問題も未解決である。マ イクロストリップの欠点についてのより詳細な記載はブセル（ＰＵＣＥＬ、Ｒ， Ａ、）の論文「モノシリツク・マイクロ波回路設計の問題点（Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃ ｏｎ５ｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ　ｒｏｒ　Ｍｏｎｏｌｌｔｈ１ｃ旧ｃｒｏｖａｖｅ 　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ）　Ｊ　（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、、Ｖｏｌ、ＭＴＴ−２９ ，ｎｏ。

８、ｐｐ、５１３−５３４．Ｊｕｎｅ、１９８１．）にある。

一方、プレーナ誘電体式導波管は、基板寸法と導波管寸法の便利性が優れ、抵抗 損も少い。第２Ａ−２Ｂ図について説明する。第２Ａ図のストリップ誘電体式導 波管において、ストリップ誘電体（１９）が平板誘電体（２０）の上に装着しで ある。平板誘電体（２０）の底面に金属製接地板（２１）が被着しである。第２ Ｂ図の転倒形ストリップ導波管では、ストリップ誘導体（２２）が平板誘導体（ ２３）と金属製接地板（２４）の間に挟持されている。プレーナ誘導体式導波管 の重要な特徴は、第１Ａ−ＩＤ図の諸方式が全く使用できない周波数帯において も損失が極めて低いことにある。このため、プレーナ誘導体式導波管は赤外線か ら可視範囲を含む光学周波数で用いられている。低損失の特徴は、導体が全くな いこと、あるいは導体の表面が伝搬エネルギから相対的に離隔されていることに 起因している。

本発明による平板形導波管の導波管モードは第３図に示されている。より不透明 な媒質にある光がより透明な媒質との境界面に入射すると、不透明な媒質の入射 角θが一定の臨界角を超えるときはいつも該境界面から内部全反射が生ずる。こ の臨界角は境界面を形成する一対のの媒質の特性により異なる。仮に不透明な媒 質（ガラスなど）の平板が透明な媒質（空気など）でサンドイッチされていると 、画境界面の内部反射によって導波プロセスが可能となる。この場合、不透明な 媒質を導波層と呼び、また境界を接する透明な媒質はクラッド層と呼ばれ第２Ａ −２Ｂ図のプレーナ誘電体方式は少くとも２個のモ−ドを伝搬するので、複数個 モードに伴う欠点がある。

単モード伝搬にするために努力しても、導波管との結合か弱過ぎて通常、実用に 耐えない。また、基本モード（ＴＭ　モード）と次位の高次モード（ＴＥ　モー ド）のしや断層波数が互に密接しているので、導波管の使用周波数帯を極めて狭 くするか、または複式モードを選ぶ結果となる。上記両モードを結合すると、導 波管の不連続部と屈曲部で放射損が大きくなると共に、不要基板モードとの結合 （マイクロストリップとストリップ誘電体式導波管の項の中で論じた）が増大す る恐れがある。

ブレーナ誘電体方式の別の欠点は境界面の状態よって影響を受け易いことである 。導波層またはクラッド層の表面粗度、あるいはボンディング作業中に媒質間に 生ずる気泡が、上記媒質の境界面のランダム散乱損失に太きな影響を及ぼす。

次に本発明による各種の実施例について詳細に説明する。第４図に示す基板（３ ０）は、誘電率ε　と厚さｄｓを有し、底面に金属製接地板（３１）が被着しで ある。基板（３０）の上面には平板状誘電体の導波層（３２）が付着してあり、 この導波層は誘電率ε　と厚さｈを有する。導波層（３２）の上面には幅狭の誘 電体の部片（３３）が付着してあり、この部片（３３）は幅Ｗ１厚さｄ　および 誘電率ε２を！ 存する。電気エネルギは部片（３３）の縦軸線に沿って伝播される。また部片（ ３３）の上面に相当に薄い金属層または薄膜（３４）が付着しである。金属薄膜 （３４）は部片（３３）の幅Ｗの少くとも３分の１を被覆するほか、需要者のニ ーズによって部片（３３）の全長にわたり、均等に、周期的にあるいは非周期的 に延在する。

導波層（３２）の誘電率ε　は、伝搬エネルギが最高の誘電率の媒質をめるため 、基板（３０）の誘電率ε　と部片（３３）の誘電率ερのいずれよりも大きく しである。なお、接地板（３１）と金属薄膜（３４）の特性と厚さは重要ではな い。

第４図の導波管構成は、ＲＴｒデュロイドＪ　８０１０　（商標名）製の導波層 （３２）、アルミナ製基板（３０）、同じくアルミナ製の部片（３３）とを用い て製作された。「デュロイド」は四ふっ化エチレン材のロジャース社（ＲＯＧＥ Ｒ８ＣＯＲＰ）の商標名である。また、上記要素の誘電率と寸法は次の通り： ここでε　は自由空間の誘電率。また ｈ　−０，６３５＋ｕ＋　（０，０２５’　）ｄ　、　−ｄ８−　０．５０８■ （０，０２０’　）基板（３０）と部片（３３）との誘電率が等しい（ε！−ε ８）とき、基板と部片の厚さｄ　とｄ２の導波層の厚さｈに対する好ましい比率 は約０．７５である。上記の実施例では実用上の理由により厚さ比は０．８に変 更された。

この導波管の伝送損失は、９４　ＧＨｚで測定したところ、僅か０．４ｄＢ／イ ンチであり、同じ周波数におけるマイクロストリップ方式の損失（２，５ｄＢ／ インチ）と比べて、約６対１の改善である。

第４図の伝送線路は、マイクロストリップ方式の広帯域特性とブレーナ誘電体式 導波管の低損失とを組合わせている。またこの伝送線路は、ブレーナ誘電体式と 同様に、側壁を含有しないので散乱損が軽減される。導体損も同等のマイクロス トリップ方式と比べて大幅に低減されるので、より高い周波数を使用できる。ま た導体損の低減値は周波数が増えるほど増加する。上記の実施例の導体損は、７ ５　ＧＨｚでマイクロストリップの損失の５６％であ・す、また１００ＧＨｚで マイクロストリップの損失の３３％である。導体損は、通常、周波数の増加に伴 って増加するので、この測定結果は重要である。

従来の定説として、ブレーナ誘電体方式は、ストリップ誘電体方式を含め、基本 モード（ＴＭ　モード）とＴＥ。

モードとの離隔が不十分であった。したがって第４図に示す方法で金属導体（３ １）、（３４）を加えると、上記両モードの離隔が広がり、単モード伝送がより 広帯域にわたり可能になるが、これは本発明の重要な特徴である。実際上、この 離隔距離は比率ｈ／（ｄ　＋ｄ、）で決定される。すなわちこの比率を大きくす るとモード間の離隔が広がる。したがってε８−εＰとして誘電体物質の選定と は関係なく、使用帯域幅がより広くなる。モードの隔離条件はいくぶん複雑では あるが、ε　≠ε２のとき計算できる。いずれの場合にも、基本モードはＴＭ　 モードであり、その偏波は、電界が所要の導体とほぼ直角方向にあるように設定 する。このような一連の成果は従来全く予想されなかった。また導体薄膜（３４ ）は反射器として、伝送エネルギを低周波帯でも誘電体層の領域１に閉込めるよ うに働く。該装置の「両翼」（領域２）の基板モードはこのような閉込み手段が 無いので、両翼の実効誘電率は周波数に従って減小する。一方、領域１の実効誘 電率はほぼ不変である。このような実効誘電率の差異によって伝送エネルギの閉 込めが起るので、エネルギ伝送が低周波と直流電流においても可能となる。

第１図の先行技術によるマイクロストリップの基板（１１）は、不要モード抑制 の必要上、板厚が制限されている。不要モードの中で最も厄介なものはスラブ誘 電体の接地板のＴＥ　モードである。一方、第４図の装置は、このＴＥ　モード の伝搬を抑制するので、任意の使用周波数において、同等のマイクロストリップ 方式と比べ、板厚の厚い基板を使用できる。この結果、導波管のベンド部が不連 続部の損失が大幅に削減される。

上記の実施例に示す通り、７５−１０００）ｌｚの周波数範囲において、第４図 の導波管の寸法は同等のマイクロストリップ方式（第１図）より大きい。導波層 （３２）の厚さｈ１基板（３０）の厚さｄ　１および部片（３３）の厚さｄ！は 所望の使用周波数と誘電体の誘電率ε　、ε８、εβによりて選択的に決定され る。任意の周波数において、ε　−ε　またはε　−ε！の差を大きくすると、 ｈ、ｄ。

ｓ　ｇ　５ ｄ　の値が小さくなる。たとえば、ε　−ε、−６．ｆｉ氾ゝ　Ｓ ε　（酸化ベリリウムに相当する）、またε　−１２，９ｇ ε　（ガリウムヒ素に相当）、とすれば、上記の実施例と同一性能の装置寸法は 、ｈ　＝　０．３０４　ａｍ（０，０１２’　）　ｄ　Ｓ−ｄ　ｊ２−０．２５ ４　ａｖ（０，０１０’　）となる。この結果、様々な境界面に誘電体の大きな 不連続部がある場合、基板が厚いという前記の利点がいくぶん犠牲になる。

第４図の誘電体素子（３０）、（３２）、（３３）のいずれか１個または全部を 半導体にすることができる。本発明による装置、特に半導体を用いる場合、従来 全く予想されなかった別の結果が現れる。すなわち基本モードの励磁方法である 。マイクロストリップラインにおける従来の直列、平列励磁は公知であるが、本 発明による導波管は別の方法で励磁される。励磁源の場所は、導波層（３２）と 基板（３０）の境界面（２９）、または導波層（３２）と部片（３３）の境界面 （３１）とする。励磁源の向きは電流の進行方向が所望のエネルギ伝搬方向と平 行、すなわち部片（３３）の縦軸線と平行するように設定する。

この励磁方法が有用な理由は　（：）境界面（２９）または（３１）は半導体の 導波層（３２）上に集積化された素子の自然の場所であること、に：）基板（３ ０）と部片（３３）によって導体（３１）、（３４）が該集積素子からＤＣ隔離 されることである。このような便利性によって装置設計がさらに多様化する。

第４図の伝送線路は多くの点でマイクロストリップと類似しており、設計者はこ の類似性を多面的に利用できる。低周波における本発明の姿態はマイクロストリ ップと同一である。実際上、本発明による装置は、マイクロストリップラインの 使用周波数を、基板の板厚を変更しないで、広げる手段と見なすことができる。

したがって、板厚１．７８＋ａｍの従来のマイクロストリップ方式の使用範囲は ＤＣから１４　ＧＨｚまでであるが、本発明の上記実施例による板厚１．７８ｍ ｍの複合誘電体平板方式はＤＣから１００ＧＨｚまで使用できる。

第４図の伝送回路の特性インピーダンスは、部片（３３）の幅Ｗが波長に比べて 小さい場合、導波層（３２）の有効厚さく常に実際厚さｈよりいくぶん大きい） に対する比率で決定される。また部片の幅Ｗを選択的に変更してインピーダンス 整合と周波数選択を行うことができる。また部片の幅が、波長と同一、またはよ り大きいとき、使用周波数に依存するインピーダンスレベルを画成する上で複雑 な電界解析は不要である。しかしこの変更は小規模で済む。上記の実施例におい て、７５　ＧＨｚの５０Ω線路は１００　ＧＨｚで６４Ω線路になる。また別の 回路設計によってインピーダンスの変化を減少できるが伝送損が増加する欠点が ある。

第４図の装置は、導波層（３２）と基板（３０）の伝搬エネルギ量が大きく、「 側壁」損が全く見られない。また部片（３３）にも僅かなエネルギが存在するが 、このエネルギは、側壁散乱損の影響をうける。さらに薄膜導体（３４）の端部 の電界が比較的大きいので、上記散乱損がさらに増大する恐れがある。

この欠点のひとつの解決法は、部片（３３）の方形断面に代えて、両側にテーパ を付けることである。第５図の対称直線テーパの特殊ケースにおいて、部片（３ ６）の断面は等傾斜台形である。その他の構成要素は第４図と同様である。部片 （３８）は導波層（３７）上に配設してあり、導波層（３７）は誘電体の基板（ ３８）上に装着されている。また基板（３８）の底面に接地板（３９）が被着し である。一方、部片（３Ｂ）の上面に金属薄膜（４０）が形成しである。部片（ ３８）にはさまざまなテーパ、凹凸円形、凹凸双曲線、エクスポネンシャルなど 、を用いることができる。

部片（３６）のテーパ加工技術はまた新しい利点をもたらす。すなわち線路の導 体幅がさらに広範囲に選択できるので、導波層の上に極薄の部片をヘリ合せして 装着するという難作業が不要になる。に；）部片の側面にテーパを付けると、該 部片の外縁の不連続部が「軟化」されるので、エネルギを該部片の中心と集束す る効果がある。

この集′束効果は、テーパ部の鉛直方向に対する勾配が全て該境界面の臨界角よ り大きい場合に増大する。またテーパ側面は、ＴＥ　モードとＴＭ　モードの離 隔を前記の効果を越えて拡大するので、使用帯域幅がさらに広がる。

あるいは使用帯域幅を一定とすれば導体損がさらに低減する。

予想される主な欠点は、伝搬エネルギがテーパ側面の欠陥によって影響され易い ことである。この影響はインピーダンスの高い（導体幅が狭い）線路の場合、特 に重要になる。しかし同等のプレーナ誘電体方式の導波管の場合と比べて、イン パクトは小さい。本発明による広帯域導波管は、したがって、ディジタル通信に 最適のものとなる。　・ さらに第４図の誘電体層（３Ｄ）、（３２）、（３３）のいずれか一つまたはそ れ以上を非可逆物質（チタン酸バリウムなどの強誘電物質またはフェライトなど のフェリ磁性体）に代えることができる。伝播波の閉込め容積は比較的小さいの で、制御エネルギの使用量が減少し、しかも伝送エネルギの操作に十分な制御エ ネルギ密度（エネルギ／密度）のレベルを維持できる。実用面では、フェライト の位相変換器、変調器などの機器、およびサーキュレータ、アイソレータにおい て、高周波エネルギの操作に必要な磁界の強さを節約できる。

前述した熱の放散対策として、酸化ベリリュム（電気絶縁体であるが熱伝導体で ある）を誘電体の基板（３０）と部片（３３）の両方またはいずれか一方に代え て用いると、効果がさらに増大する。酸化ベリリュム材を発電機器に直接接触さ せて、該機器とヒートシンク間の熱抵抗の低い通路として用いることができる。

次に第６−２０図の各種の装置について説明する。

空中線列はマイクロ波とミリメートル波の地上用、機上用システムに広く用いら れている。ブレーナ配列は軽量性、がん丈さ、低価格という理由で機上用に最適 である。したがって、第６図と第８図には第４図の基本構成を応用した空中線の 二種類の実施例を示す。第６図に示す通り、導波層（３２）の上面には部片（３ ３）が固有してあり、この部片（３３）は薄肉部分（４２）との渡り部で厚さが 急に変化する。また薄肉部分（４２）の上面に複数個の横形金属部片（４４）が 形成してあり、回折格子として作用する。

第７図の照号（４６）は導波層（３２）の断面における伝搬エネルギの分布状態 を示しており、該エネルギの一部は部片（３３）と基板（３０）のそれぞれの接 合部分と結合する。したかって適切な板厚を選ぶと、十分なエネルギが薄肉部分 （４２）に存在し、公知の方法で回折格子から放射される。

第６図の部片（３３）の渡り部は段として図示しであるが、所望により勾配を付 けると共に、金属片（４４）の形状を変更し、また幅と間隔を所望の放射パター ンによって周期的または非周期的のいずれか一方にすることが可能である。ある いは渡り部と金属片の変更のいずれか一方を実施できる。

また薄肉部分（４２）の形状を、第８図の実施例のように、変更することも可能 である。部片（３３）と薄膜導体（３４）は直線状のテーバ渡り部（４８）、（ ５０）をそれぞれ含有し、これらのテーバ渡り部は先端が細い放射要素を有する 。該放射要素は誘電率ε　の誘電体を含有し、部片ａｄ （３３）の延長部として働く。放射要素（５２）の誘電率ε１．。

は、導波層（３２）の誘電率ε　、基板（３０）と部片（３３）の誘電率ε　、 εβより大きくしである。この線路の伝搬エネルギは最高の誘電媒質をめるので 、放射要素（５２）が導波層（３２）から導波管モードを効果的に引上げる。ま た放射要素（５２）のテーバ突出部（５４）は、電波を自由空間に効果的に放射 するか、または自由空間中を伝搬してくる電波を効果的に伝送路に結合する。

所望により、放射要素（５２）の構成を変えて、適切なコルゲート格子パターン を含有するか、あるいは第６図の方法による組合せにすることができる。また放 射要素（５２）を電子的可変特性を有する材料を用いて製作し、放射方向を変更 して走査モードを与えることも可能である。

次に第９−１０図の実施例について説明する。信号アイソレータと呼ばれる装置 の二種類の構成を図示しているが、該構成は信号を一方向に流すが、反対方向に は伝送しない。この装置の構成は、第４図の伝送線路にフェライトなどの異方性 材料または電子光学的媒質を部分的に用いたものである。第９図に示す通り、磁 気バイアスされたフェライトの部分（５６）は両端にテーバを付けてあり、部片 （３３）の長さに沿って挿入されている。また部分く５Ｂ）と部片（３３）との 上面に薄膜導体（３４）が被着しである。上記テーバは部分（５Ｂ）のフェライ ト材と部片（３３）の誘電体間のインピーダンス整合を目的とする。エネルギ吸 収体を用いたほぼ長方形の部分（５８）をフェライトの部分（５６）の片側に固 定する。平板（５８）の目的は後述する。

第１Ｏ図に示すアイソレータの実施例と第９図の実施例とは、部片（３３）の長 さに沿って挿入されたフェライト部分の形状が異なる。第１Ｏ図では、フェライ ト材の部分（５Ｂ’　）が傾斜形の渡り部を含有している。

両実施例の動作は下記の通りである。等方性物質の通常の動作において、電磁界 が各伝送線路の断面に対称的に分布される。しかし、異方性物質を該線路に挿入 し、磁界Ｈ４゜で適当にバイアスすると、第１１Ａ−１１Ｂ図に示す通り、導波 層（３２）の電波がある方向に伝搬するときは電磁界が伝送路の一端に密集する が、伝搬方向を逆転すると、電磁界が伝送路の反対端に集中する。したがって磁 気バイアスのＤＣ磁界Ｈｄａを発生する手段が電磁石（図示してない）を含有し 、誘電体層（３０）、（３２）、（３３）およびフェライトの部分（５６）、（ ５Ｂ’　）を経て磁界を上向きに加える。また伝送路を伝搬するエネルギは第１ １図の示す通り吸収材の部分（５８）に向けて一方向に密集するが、反対方向に エネルギを伝送すると反対端に集中する。すなわち、ある方向に対しては電力の ほとんどが吸収されるが、反対方向には電力伝送が行われるので、この装置をア イソレータと呼んでいる。

また、インピーダンス整合と帯域幅を増加するために、部片（３３）に対してフ ェライトの部分（５６）、（５Ｂ’　）に段形、傾斜形など高さの不連続部を設 けることができる。

フェライトなどの異方性物質の特性（すなわち磁界で適切にバイアスすると、電 波がある方向に伝播するときは電磁界が伝送路の一端に密集するが、伝播方向を 逆転すると電磁界が伝送路の反対端に集中する）を考慮してこの非対称性の電界 集中はまたサーキュレータと呼ぶ装置の構成に利用できる。第１２図は本発明に よる四ポート式のサーキュレータを示す。一対のフェライトの部片（６０）、（ ６２）は背面組合せのＵ字形素子として形成され、その上面に薄膜導体（４２） が被着しである。該両部片は互に近接する位置で誘電体の導波層（３２）の上面 に固着しである。フェライトの部片（６０）、（６２）は、その下部の導波層（ ３２）の伝播エネルギを交さ結合するように、長さしに沿って間隔Ｐを置いて配 設しである。

第１３図の略図で示す通り、フェライトの部片（６０）、導波層（３２）、およ び基板（３０）　（図示してない）は上、下ボート信号（２）　、（３）で終端 する。一つの伝送線路の一つの方向に進行する電磁エネルギによって該線路に電 磁結合された別の線路を反対方向に流れる電波が励磁されることは公知の特性で ある。ここで、フェライトなどのノ（イアスすべき異方性材料を用いると、非対 称性の磁界分布によって、一方向にのみ進行する信号波が線路間で強く結合され る。したがって、第１２図の構成において、磁気バイアス界Ｈｄｃを第一の予定 方向に与えると、ボート（１）に入る電波は部片（６０）で被覆された導波層（ ３２）の部分を進行し、次に部片（６２）に被覆された導波層の部分付近で内向 きに集中したのち、ポート（２）へ結合される（寸法ＰとＬは適切に調整ずみと して）。しかし、電波はポート（２）に入り、導波層（３２）に沿って進行した のち、部片（６０）の遠隔端で磁界集中するので電磁エネルギはポート（３）に 現われる。同様にポート（３）に入る電波はポート（４）に現われ、またポート （４〉に入る電波はポート（１）に現われる。

したがって、本実施例は、電磁エネルギの時計回りターンスタイルとして働くサ ーキュレータである。磁界Ｈ１゜の極性を反転すると、循環方向も反転する。ま た制御信号によってＨ６゜をゆるやかに反転する手段（図示してない）を含める と、変調器となる。一方、急激な反転はスイッチ機能となる。この結果、第９− １０図によるアイソレータは、バイアス磁界を反転すると、単極式単投スイッチ になり、一方、第１２図のサーキュレータは二極式双投スイッチになる。

フェライト平行部片（６０）、（６２）の下を導波層（３２）に沿って進行する 電磁エネルギの結合度を調整するために、第１４図に示す通り、平行部片（６０ ）、（６２）の間にフェライトまたは誘電体のスペーサ部分（６４）を追加する ことは可能である。

また特記すべきことは、第４図の伝送線路において、部片（３３）などの介在要 素のいずれか１個に半導体材料を使用できる。次に第１５図について説明する。

第１５図に示す光学的トリガスイッチ装置の実施例において、薄膜導体（３１） と（４２）の間に介在する要素の１個に半導体材料を用いである。第１５図に示 す通り、半導体製の部片（ＢＢ）は、第４図の誘電体の部片（３３）と同一寸法 を有し、誘電体の導波層（３２）の上面に固着しである。しかし薄膜導体（４２ ）にギャップ（ＢＢ）が切欠しであるので、トリが光源（図示してない）の光は 半導体の部片（６８）に向けられると、部片（６８）の露出面（６９）に突き当 たる。半導体の部片（６８）の近辺に半導体製の短小アーム部片（７０）が配設 してあり、該アー、ム部片の上面に薄膜導体（４２）が被着しである。またアー ム部片（７０）の終端に高減衰性部片（７２）が接続しである。アーム部片（７ ０）は半導体の部片（６６）に隣接し、ギャップ（６８）の入力側に配置しであ る。誘電体製または半導体製の部片（６６）は、薄膜導体（４２）のギャップに おいて、導波管が導波層（３２）の伝搬ミリメートル波を効果的に開放する（し ゃ断する）ように選択しである。しかしギャップ（６８）が適当な波長の光で照 明されると、薄膜導体（４２）のギャップをつなぐ露出面（ＢＢ）に正孔電子プ ラズマが発生するので、導波管のしゃ断機能が阻止されて、導波層（３２）のミ リメートル波エネルギがギャップ（θ８）を通過して伝送される。ギャップ（６ ８）に入射光がないとき、ミリメートル波の入力エネルギが導波管のしゃ断状態 下でギャップ（６８）から反射されてアーム部片（７０）を含むアーム領域に結 合されたのち、高減衰部片（７２）で吸収される。

別の方法として、しゃ断状態をなくすように、部片（６６）の半導体材料を選定 する。この場合、ギャップ（６８）に当たる光ビームの輝度と位置またはいずれ か一つを用いて部片（８Ｂ）の下を進行するミリメートル波の振幅と位相または いずれか一つを変調する。

このように、半導体材料を介在要素の一つまたはそれ以上に用いることができる 。導波層（３２）も同様である。

さらに、能動素子と受動素子とを一体とした半導体回路をつくることも可能であ る。電磁エネルギを伝送線路と有効に結合・分離するために、能動素子は電流路 が管軸方向と同一になるように整合すべきである。したがって、本発明による導 波管構成において、単一の半導体ウェーハ上に完全な回路機能とシステム機能を 作り込むことができる（すなわち、モノリシック集積回路と両立性をもつ）。

電磁エネルギを別種の伝送線路および外部装置（またはいずれか一つ）と結合・ 分離する場合は、第４図の伝送線路用の渡り部と結合器（またはどちらか）とが 必要である。第１θ図に示す渡り部は方形導波管用の渡り部を含む。第１８図に 示す通り、１個の方形導波管のフランジ（７４）は、方形閉口部（７８）を含有 する。また導波層（３２）は外向きに突出するテーバくさび部（８０）を有し、 くさび部（８０）は、閉口部（７８）を経て導波管（７６）の内部に入るように 設計しである。電磁エネルギ結合の原理は第１７図に示す。

次に第１７図について説明する。光線（８２）を二つの誘電体媒質（８４）、（ ８６）の境界面（８３）に入射する。ここで媒質１、たとえば媒質（８４）、の 相対誘電率ε　が媒質２（媒γ 質８６）の誘電率（第１７図では１）より大きくしである。

境界面の法線（８８）に対して入射角ψ、で入射された光線（８２）は、屈折角 ψ　で屈折波（８５）として屈折される。こγ こでスネルの法則： 山ψ、　−ａｇ’Ｖ−ｓｉｎψ７ １　γ により、屈折角ψ　は入射角より小さい。誘電体媒質γ （８４）がテーバくさび部（８０）に相当する形状を存し、また二つの先細の境 界面を含有するとき屈折波（８５）は上記両媒質の第二境界面（８７）に直面す る（ただし第二境界面が、　第一境界面（８３）に対し傾度θをもつ場合を除く ）。この結果、屈折波（８５）は法線（８９）に対し入射角θ十φ７を有する。

前述のように媒質（８４）の誘電率は１より大きく、媒質（８６）の誘電率は１ なので、光線（９１）によつて内部全反射が生ずる関係は： ここでθ　は臨界角である。内部全反射を起す最小入射角ψをψ　とすれば、臨 界角θ　より大きい入射角ｌ　１１ｉｎ　ｃ の入射エネルギは全て媒質（８４）に閉込められる。第１６図の実施例では、媒 質（８４）は導波層（３２）を含む。

次に第１８図について説明する。基本モードにおける方形導波管（７６）のエネ ルギ伝搬を略図に示している。導波層（３２）のテーバくさび部（８０）はその 平面が管壁と平行するように挿入されている。第１７図に示す原理に従って、導 波管（７６）内部を進行する電磁エネルギはテーバくさび（８０）を経て導波層 （３２）の中に進入する。ここで方形導波管の基本モードは十文字交さの二光線 （８２）を重ね合せたものと見なすことができる。該両光線間の角度は周波数に よって変化するので、有効使用帯域幅によって入射角ψ、の範囲が画成される。

したがって任意の誘電体について、結合が、入射角ψ、の最小値で起るように傾 きθを確定できる。

発明による導波管との電力結合器の二種類の実施例が図示しである。第１９図に 示す能動素子（９０）は、ヒートシンク（９２）の−側面上に装着しである。能 動素子（９０）と誘電体の導波層（３２）との結合は直交するストリップ導体（ ９４）で行う。ストリップ導体（９４）は能動素子（９０）の内面（９６）から 導波層（３２）の上面に延在し部片（３３）の底面の下で終端すると共にインピ ーダンス整合のため、テーバ先端（９８）を有する。さらにバイアスフィルタが 導体パターン（１００）を含有し、導体パターン（１００）は幅広部と幅狭部か ら構成される。上記バイアスフィルタは導波層（３２）の上面に形成してありス トリップ導体（９４）のテーバ先端（９８）と端子（１０２）に結合されたバイ アス電圧源（図示してない）の間に複数個の導体セグメント（１０１）を介して 結合されている。ストリップ導体（９４）は、実際上、金属皮膜付き空中線と類 似した動作を行い、導波層（３２）と部片（３３）との境界面（３１）に挿入さ れて所望のモードで電磁エネルギを伝送路の導波層（３２）に放射する。また、 所望により、能動素子との結合を最大化するために、ストリップ導体（９４）の 構成を格子形に変更できる。

一方、第２０図の実施例において、能動素子（９０）がヒートシンク（９２）の 上面に装着しであるので、能動素子（９０）（９４’　）のプレーサ部のみで行 われる。ストリップ導体（９４’　）は能動素子の」二面（１，０４）から導波 層（３２）と部片（３３）との境界面（３１）まで延在している。ストリップ導 体（９４’　）のテーバ端部（１０Ｂ）は能動素子（９０）上に配設しである。

第１９図の実施例と同様に、バイアスフィルタ（１００）は、バイアス電圧端子 （１０２）とストリップ導体（９４’　）のテーバ先端（９８）との間に複数個 の導体セグメント（１０１）で結合されている。

以上の通り、ミリメートル波伝送方式用の平板形導波管およびその応用装置につ いて説明した。

前述したところがこの発明の好ましい実施態様に限るものであること、多くの変 更および修正をこの発明の精神と範囲とにそむくことな〈実施できることは当業 者によって了承されよう。

ＦＩＧ、　ｆＢ ｉｊｆｆＪＬ財 ＦＩＧ、　１０ ＋Ｌ１１４Ｌ術 り行皮射 ＦＩＧ、　３ 手続補正書 昭和６１年　９月２．／７日

Claims (49)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）予定された厚さｄｓ誘電率εｓとを有し、また互に平行する上面と底 面とを含有する第一誘電体層と、 （ｂ）上記第一誘電体層の底面上に被着された導電性の接地板と、 （ｃ）予定された厚さｈと誘電率εｇとを有し、ここでεｇ＞εｓの関係にあり 、また互に平行する上面と底面とを含有し、さらに上記底面を上記第一誘電体層 の上記上面に固着することによって上記第一誘電体層に付着された第二誘電体層 と、 （ｄ）厚さｄｌと、誘電率εｌとを有し、ここでεｇ＞εｌの関係にあり、また 互に平行する上面と底面とを含有し、上記底面を上記第二誘電体層の上面に付着 している少くとも１個の長く相当に幅狭の第三誘電体層と、 （ｅ）上記第三誘電体層の上記上面に被着された薄膜導体とを具備する伝送路構 成において、単モード伝送が相当な広帯域にわたり可能であり、所望のモードを 基板モードと導体とに結合するとき生ずる放射損が減少し、さらに伝送路の異な る境界面に多少の平行度ひずみがあっても伝送に支障ないようにすることを特徴 とする伝送路構成。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の伝送路構成において、上記第一誘電体層が基板を 有し、上記第二誘電体層が上記基板と同一寸法の平板状の導波層を含み、さらに 上記第三誘電体層が誘電体の部片を含有し、上記部片が上記基板と導波層に比べ て著しく幅が狭いことを特徴とする伝送路構成。
3. ３．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記薄膜導体が上記部片の上 記上面を少くとも部分的に被覆することを特徴とする伝送路構成。
4. ４．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記薄膜導体が上記部片の上 記上面の少くとも３分の１を被覆することを特徴とする伝送路構成。
5. ５．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記薄膜導体が上記部片の長 さに沿って均等に、周期的に、または非周期的に延在することを特徴とする伝送 路構成。
6. ６．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記３層中の少くとも１層が 半導体材料であることを特徴とする伝送路構成。
7. ７．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記３層中の少くとも１層が 非可逆性媒質を含むことを特徴とする伝送路構成。
8. ８．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記３層中の少くとも１層が さらに熱伝導性を有することを特徴とする伝送路構成。
9. ９．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片の幅を選択変更する ことによりインピーダンス整合と周波数選択とを行うことを特徴とする伝送路構 成。
10. １０．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片が一対の平行側壁 を有することを特徴とする伝送路構成。
11. １１．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片が一対の非平行側 壁を有することを特徴とする伝送路構成。
12. １２．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片が一対のテーパ側 壁を有することを特徴とする伝送路構成。
13. １３．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片が一終端に厚さ（ ａ）を有する薄肉部分を含有し、上記導波層に沿って伝播するエネルギが上記薄 肉部分に拡散することを特徴とし、また上記薄膜導体が上記薄肉部分に自由空間 との結合手段を含有するので、空中線として作用することを別の特徴とする伝送 路構成。
14. １４．請求の範囲第１３項記載の伝送路構成において、上記部片が上記薄肉部分 との渡り部で厚さが急激に変化することを特徴とする伝送路構成。
15. １５．請求の範囲第１３項記載の伝送路構成において、上記エネルギ結合手段が 放射パターン発生手段を含むことを特徴とする伝送路構成。
16. １６．請求の範囲第１５項記載の伝送路構成において、上記放射パターン発生手 段が上記薄肉部分に回折格子を有し、上記回折格子が上記薄膜導体で形成される ことを特徴とする伝送路構成。
17. １７．請求の範囲第１６項記載の伝送路構成において、上記回折格子が既定の形 状と幅と間隔とを有する複数個の導体要素を含むことを特徴とする伝送路構成。
18. １８．請求の範囲第１７項記載の伝送路構成において、上記複数個の導体要素が 上記部片を平行に横切る複数個のストリップ導体を含むことを特徴とする伝送路 構成。
19. １９．請求の範囲第２項に記載の伝送路構成において、上記部片が誘電率εｒａ ｄを有する一終端部を含有し、ここでεｒａｄ＞εｇ、εｓ、εｌの関係にある ので、上記導波管による伝搬エネルギは概ね上記終端部に結合され、上記終端部 が自由空間との結合手段を含有し、空中線として作用することを特徴とする伝送 路構成。
20. ２０．請求の範囲第１９項記載の伝送路構成において、上記エネルギ結合手段が テーパ突出部を含むことを特徴とする伝送路構成。
21. ２１．請求の範囲第２０項記載の伝送路構成において、上記テーパ突出部が下位 の導波層と基板の端縁を越えて突起していることを特徴とする伝送路構成。
22. ２２．請求の範囲第１９項記載の伝送路構成において、上記終端部に上記薄膜導 体が欠如していることを特徴とする伝送路構成。
23. ２３．請求の範囲第１９項記載の伝送路構成において、上記終端部が放射パター ン発生手段を含むことを特徴とする伝送路構成。
24. ２４．請求の範囲第１９項に記載の伝送路構成において、上記終端部が空中線の 放射方向を変更するための電気的可変特性を有する材料で構成されることを特徴 とする伝送路構成。
25. ２５．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、異方性材料の部分をさらに 含有し、上記異方性材料の部分を上記部片の長さに沿って選択的に配設すること により上記導波層の伝送をある方向に阻止させ、反対方向に対しては通過させ、 信号アイソレータとして作用することを特徴とする伝送路構成。
26. ２６．請求の範囲第２５項記載の伝送路構成において、上記異方性材料の部分が 磁気バイアスのフェライト材の部分を含むことを特徴とする伝送路構成。
27. ２７．請求の範囲第２６項記載の伝送路構成において、エネルギー吸収体の部分 をさらに含有し、上記エネルギー吸収体の部分が上記フェライト材の部分の一側 面に隣接して配置されて、ある方向に対する伝送電波は上記側面に向けて集中し て上記吸収材によって吸収されるが、反対方向の電力伝送は上記フェライト材の 部分の他の側面に向けて集中し、平常の伝送が行われることを特徴とする伝送路 構成。
28. ２８．請求の範囲第２６項記載の伝送路構成において、上記フェライト材の部分 と上記誘電体の部片間のインピーダンス整合のために、上記フェライトの部分に テーパを付けることを特徴とする伝送路構成。
29. ２９．請求の範囲第２８項記載の伝送路構成において、上記フェライト材の部分 が両端にテーパをつけてあることを特徴とする伝送路構成。
30. ３０．請求の範囲第２６項の伝送路構成において、上記フェライト材の部分の高 さを選択変更することによって、インピーダンス整合と選択帯域帯特性とを増大 することを特徴とする伝送路構成。
31. ３１．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記誘電体の部片がバイア スすべき異方性材料の第一部片を含有し、またバイアスすべき異方性材料の第二 部片をさらに含有し、その上面に薄膜導体を被着した上記両部片を互に近接して 配設することによって、上記両部片に加えるバイアスの関数として上記両部片間 の信号結合を選択的に行い、上記両部片が上記導波層と上記基板との外縁で終端 して、サーキュレータとして作用することを特徴とする伝送路構成。
32. ３２．請求の範囲第３１項記載の伝送路構成において、上記バイアスすべき異方 性材料の第一部片と第二部片とが磁気バイアスすべきフェライト材料の部片を含 有し、磁化の方向によってある方向にのみ進行する信号について非対称性の電界 分布が上記フェライト材の第一部片と第二部片とを被着した導波層の伝送部分を 強力に電磁結合するので、上記導波層と上記基板の上記外縁との信号結合・分離 が上記磁化方向の制御で選択的に行われることを特徴とする伝送路構成。
33. ３３．請求の範囲第３２項記載の伝送路構成において、制御信号に応じて上記磁 化を比較的ゆるやかに反転することによって信号変調器として作用する手段をさ らに含む伝送路構成。
34. ３４．請求の範囲第３２項記載の伝送路構成において、制御信号に応じて上記磁 化を急激に反転することによって信号スイッチとして働く手段をさらに含む伝送 路構成。
35. ３５．請求の範囲第３２項記載の伝送路構成において、上記フェライト材の両部 片間に誘電体の部分をさらに含む伝送路構成。
36. ３６．請求の範囲第３２項記載の伝送路構成において、上記フェライト材の両部 片間にフェライトの部分をさらに含む伝送路構成。
37. ３７．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記部片が感光性の半導体 材料を含有することを特徴とし、また上記部片を被覆する上記薄膜導体にその長 さに沿って光路の中にギャップを切欠し、上記ギャップと上記半導体材料の部片 の露出面とが外部光源から既定モードの光エネルギを受け入れて、上記ギャップ の入射光エネルギが正孔電子プラズマを半導体材料の中で発生して、上記ギャッ プをつないで上記導波層の伝送モードの伝送特性を上記ギャップで変更すること により、光学的制御装置として作用することを特徴とする伝送路構成。
38. ３８．請求の範囲第３７項に記載の伝送路構成において、上記ギャップに入射光 がないとき上記伝送モードがある伝送状態を含有し、上記ギャップに入射光があ るとき別の伝送状態を含有することを特徴とする伝送路構成。
39. ３９．請求の範囲第３８項記載の伝送路構成において、上記のある伝送状態がし ゃ断状態を含有し、また感光性半導体材料を用いた上記部片の入力信号側の近辺 に薄膜導体を被着した別の部片をさらに含有し、上記導波層の入力エネルギが上 記しゃ断状態下で上記ギャップから反射されて、上記別の部片を被着した上記導 波層の部分に結合されることを特徴とする伝送路構成。
40. ４０．請求の範囲第３９項記載の伝送路構成において、上記別の部片が終端を含 有し、また上記終端に結合された成端をさらに含み、上記別の部片を被着した上 記導波層の部分の結合エネルギを上記成端で吸収することを特徴とする伝送路構 成。
41. ４１．請求の範囲第４０項記載の伝送路構成において、上記成端が高減衰材料の 層を含み、上記成端が上記別の部片の上記終端と接触して上記導波層の上面に配 設してあることを特徴とする伝送路構成。
42. ４２．請求の範囲第３９項記載の伝送路構成において、上記別の部片が誘電体の 層を含有することを特徴とする伝送路構成。
43. ４３．請求の範囲第３７項記載の伝送路構成において、上記伝送モードが変調さ れることを特徴とする伝送路構成。
44. ４４．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記導波層が外向きに突出 するエネルギ渡り部をさらに含有して、上記導波管とエネルギ結合を行うことを 特徴とする伝送路構成。
45. ４５．請求の範囲第４４項記載の伝送路構成において、上記渡り部が既定の長さ のくさび部を含有し、上記くさび部の平行する上下両面が上記導波層の上記平行 する上下両面と同一寸法であることを特徴とする伝送路構成。
46. ４６．請求の範囲第４５項記載の伝送路構成において、上記くさび部が既定の角 度で交さする一対の側面をさらに含有して、上記両側面に突き当る入力エネルギ を上記くさび部から内部に全反射させて上記導波層の中に結合させることを特徴 とする伝送路構成。
47. ４７．請求の範囲第２項記載の伝送路構成において、上記導波層と上記部片との 間に細長いストリップ導体をさらに含有し、上記導体が上記導波層と外部装置の 間でエネルギを結合することを特徴とする伝送路構成。
48. ４８．請求の範囲第４７項記載の伝送路構成において、上記の細長いストリップ 導体の幅が上記導波層の幅と同等またはそれ以上であり、また上記外部装置と接 続するために、上記導体が上記導波層と上記基板との外縁まで少くとも延在する ことを特徴とする伝送路構成。
49. ４９．請求の範囲第４８項記載の伝送路構成において、上記の細長いストリップ 導体が、上記導波層と上記外部装置とのインピーダンス整合のために、その内端 にテーパを付けてあることを特徴とする伝送路構成。