PL62020B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.1.1971 62020 KI. 21 g, 41/00 MKP H 03 b, 7/14 Twófca wynalazku: Sylwester Kaliski Wlasciciel patentu: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jaroslawa Da¬ browskiego, Warszawa (Polska) Sposób otrzymywania nieograniczonego w zakresie liniowym rezonansu piezoelektrycznej fali powierzchniowej oraz oscylacji spontanicznych w piezopólprzewodnikowym krysztale, zwlaszcza siarczku kadmu lub selenku kadmu jFnzedomiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia nieograniczonego w zakresie liniowym 5u piezoelektrycznej faflfi pawienzchniowej, oraz os¬ cylacji spontanicznych w piezopólprzewodnikowym krysztale, zwlaszcza siarczku kadmu lufo selenku kaidmu. Rezonans nieograniczony w zakresie linio¬ wym w dailszej czesci opisu bedzie nazwany rezo¬ nansem .doskonalym.Znany Jest sp^osajjjoteóTOPW^ zonanisu Wc^piezc)pólprizewodnikówym'-¦-krysztale po¬ legajaicy na tym, ze plytke krysztalu o dEbugasei fali lub czestotliwosci 'zaleznej od wymiarów plytki, tj. od czes^ttiwosci ebrigsan wterenych krysztalu, pobu¬ dza sie rezonansowe w iznany sposób, po czym do plytki -przyklada sie napiecie wytwarzajace w niej dryf elektronów przez co przy krytycznej predkosci drytfu otrzymuje sie wzmocnienie rezonansowe dos¬ konale, a przy braku ipobuidzenia plytka generuje oscylacje spontaniczne. Dla regulacji opornosci wlasciwej plytki plytke naswietla sie larmpa so¬ dowa.Wyzej opisany sposób ma jednak te wade, ze ogranicza sie do stosowania j€idynie fal podluz¬ nych i poprzecznych.(Ponadto uklaldy pracujace na fali podluznej i po¬ przecznej, ze wzgledu na koniecznosc naturalnego chlodzenia, moga pracowac w ciaglym rezimie tylko w przypadku stosowania plytek bardzo cienkich* w kierunku propagacji fali. 10 15 20 25 30 Celem wynalazku jest uzyskariie doskonalego re¬ zonansu piezoelektrycznej fali powierzchniowej zwlaszcza fali ultradzwiekowej oraz oscylacji spon¬ tanicznych w (plytce pieaopó^pirzewodnikowego krysztalu o dowolnym wymiarze w kierunku pro¬ pagacji fali.Cel ten osiagnieto dzieki tamoi, ze wykorzystano •efekt-ciaglego wzmaemania fali jpowlieirzctoirifiowej w .plyrtce.krysztalu piezojo1^nzewoó^ik)owes&<^ której przez naswietlanie wytwarza- sie cienka przypo¬ wierzchniowa warsitwe póJiprzewodzaca, w której .to warstwie zlokalizowany jest dryf elektronów, a po¬ nadto dzieki temu, ze uzyskano pelne odbicie fali powierzchniowej od krawedzi plytki pnzez zrealizo¬ wanie warunków brzegowych typu Somananfelda dla dwóch przeciwleglych powierzchni plytki pro¬ stopadlych do powierzchni naswietlanej.Istota wynalazku polega na tym, ze powierzchnie plytki kryszitalu piezopólprzewodnifcowego, pdbudzo- na do dngan w znany sposób naprzyklad v przetwor- nokami akustycznymi naswieltJla sie swiatlem wi¬ dzialnym lufo wylbrana idluigoscia fali, wskutek czego w plytce powstaje przypowierzchniowa warstwa póUprzewodzaca, do której to warsltwy przyklada sie wysokie stale napiecie wywolujace w niej dryf elektronów przez co przy krytycznej predkosci dryfu nastepuje odltluimienie drgajacego kryszitalu i dosko¬ nale rezonansowe wzmocnienie tych dngan, przy czym czestotliwosc irezonansowa moze foyc regulo- 620203 ¦ * \ " warna w okreslonym niesmacznym diagramie cze¬ stotliwosci w sposób clajgly.Równoczesnie w przypadku braku pobudzenia pnzy przylozonym jedynie napieciu stalymi wywolu¬ jacym pole drytfu, nastepuje generacja oscylacja spon'toinicznych.Sposób wedlug wynalazku zostanie poniizej szcze¬ gólowo objasniony w zastosowaniu do krysztalu siarczku kadmu i selemku kadmu w .oparciu o za¬ laczony rysunek, który przedstawia schematycznie rezonator do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku.. IPZytfce krysztalu piezopólprzewodnikowego 1 na- swtietla sie swiatlem ze zródla 4. W (przypadku krysztalu selenku kadmu swiatlem widzialnym, na¬ tomiast w przypadku krysztalu siarczku kadmu swiatlem o dlugosci fali rzedu 5120 nm. iBod wplywem naswietlania, na skutek zjawiska fotoefekitu d slabej przenikalnosci swiatla do kilku¬ nastu mikronów w glab krysztalu, wytwarza stie w plytce 1 cienka przypowlerzc±infówk Warstwa pólprzewodzaca 2, zas pozostala-ezesc plytki zacho¬ wuje sie jak piezoelekbryk.Nastepnie plytke 1 pobudza sie rezonansowo na przyklad z generalbora wysokiej czestotliwosci 8, drganiami generujacymi ultradzwiekowa fale po¬ wierzchniowa,. Dirgania te sa podawane na plytke poprzez struktury palcowe, 3 'przylozone do po¬ wierzchni plytki 1. Jednoczesnie ze zródla 7, po¬ przez kontakty indowe 5, do warstwy 2 przyklada sie wysokie stale napiecie, które wywoluje w tej warstwie dryf elektronów. ¦ • IPlrzy .krytycznej predkosci .drytfiu nastepuje odtlu- mienie drgajacego krysztalu i doskonale rezonan¬ sowe wizmocnienie fali powierzchniowej praktycz¬ nie w zakresie liniowym. ......W celu unikniecia odbicia fali powierzchniowej od krawedzi, powierzchnie boczne 6 plytki 1 musza spelniac warunki brzegowe typu Sommerfelda, na g&ebokosci zanikania cfali.W przypadku braku pobudzenia z generaltora 8 i przylozenia do warstwy 2 plytki 1 jedynie wyso¬ kiego napiecia wywolujacego dryf (elektronów, plyt¬ ka 1 generuje oscylacje spontaniczne, które odbie¬ ra sie .poprzez styki 2. Czestotliwosc tych oscylacji jak równiez czestotliwosc rezonansowa jest rózna w granicach od kilkunastu do kilkuset megaherców.Sygnal wzmacniany rezonansowo moze byc po¬ dawany elektrycznie luib akustycznie jak równiez odbiór moze byc elektryczny luib bezposrednio aku¬ styczny. Generacja oscylacji spontanicznych jest akustyczna; sygnal moze byc odbierany elektrycz¬ nie luib akustycznie. ¦...- 4 :.Sposób wedlug wynalazku pozwala na ciagla re¬ gulacje czestotliwosci rezonansowej krysztalu bez zmiany jego wymiarów, w pewnym nieznacznym zakresie zmiany czestotliwosci irzedu kilku procent. 5 Ze wzgledu na to, ze zjawisko drytfu elektronów zachodzi tylko w warstwie przypowierzchniowej utworzonej za pomoca fotoefekitu, chlodzenie krysz¬ talu jest naturalne, a zas^osiow^anie dodatkowego chlodzenia poprawia stosunkowo niesmacznie efekt 10 rezonansu. Generowane oscylacje spontaniczne sta¬ nowia oscylacje o wysokiej stabilnosci czestotli¬ wosci. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia paten to¥ e , 15 1. Sposób otrzymywania nieograniczonego w za¬ kresie linjowym rezonansu piezoelektrycznej fali powierzchniowej oraz oscylacji .spontanicznych w piezopólpirzewodnikowym . krysztale zwlaszcza 20 siarczku kadmu luib selenku kadmu, znamienny tym, ze górna powierzchnie plytki (1), której po¬ wierzchnie boczne (6) spelniaja warunki brzegowe ; Somimerfeidja, naswietla sie swiatlem widzialnym lub swiatlem o wybranej dlugosci fali -wskutek cze- 25 go w plytce wytwarza sie przypowierzchniowa war- • stwa (2), nastepnie na naswietlonej powierzchni plytki poprzez struktury palcowe (3) za pomoca ge¬ neratora wysokiej czestotliwosci (3), wzbudza sie drgania wymuszone stanowiace ma przyklad ultra- 30 dzwiekowa fale powierzchniiowa, która wzmacnia sie za pomoca dry^u elektronów wytworzonego przez wysokie stale napiecie podawane do warstwy (2) ze zródla <7) poprzez kontakty indowe (5), przez co przy krytycznej predkosci dryfu nastepuje 39 odtluniienie drgajacego krysztalu i rezonansowe wzmocnienie fali powierzchniowej w nieograniczo¬ nym zakresieliniowym. i
2. 2. Slposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do 40 naswietlonej plytki (1) przyklada sie ze zródla (7) jedynie wysokie stale napiecie do warstwy <2), wy¬ wolujace w niej dryf elektronów przez co przy sta¬ lym dryfie plytka (1) generuje oscylacje spontanicz¬ ne o wysokiej. stabilnosci czestotliwosci. 45 .-.«.¦
3. 3. Sposób wedlug zastrz. fl. i 2, znamienny tym, ze powierzchnie plyltfci (1) naswietla sie swiatlem widzialnym w przypadku plytki krysztalu selenku kadmu lub swiatlem o dlugosci rzedu 920 nm w 50 przypadku plytki krysztalu sijapezfeu kadmu, a gru¬ bosc warstwy (2) wynosi od kilku do kilkunastu mikrometrów, co gwarantuje jej naturalne chlodze¬ nie i ciagla prace ukladu. iKI. 21 g, 41/00 62020 MKPH03b, 7/1
4. 4 .& 2 / : \ / ; \ 3 / l \ ^ / I \ r 1 / ' \ i—n II ^ PL