JPH0622814Y2 - ブラッグセル - Google Patents
ブラッグセルInfo
- Publication number
- JPH0622814Y2 JPH0622814Y2 JP1986105824U JP10582486U JPH0622814Y2 JP H0622814 Y2 JPH0622814 Y2 JP H0622814Y2 JP 1986105824 U JP1986105824 U JP 1986105824U JP 10582486 U JP10582486 U JP 10582486U JP H0622814 Y2 JPH0622814 Y2 JP H0622814Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- wave
- piezoelectric substrate
- electrode
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は，圧電体基板の表面に，光表面波導波路を形
成すると共に，弾性波励振用すだれ状電極を設け，光表
面波と弾性波との相互作用を利用して，周波数分析を行
なうブラツグセル（Bragg Cell）の改良に関するもので
ある。
成すると共に，弾性波励振用すだれ状電極を設け，光表
面波と弾性波との相互作用を利用して，周波数分析を行
なうブラツグセル（Bragg Cell）の改良に関するもので
ある。
第２図は，文献「Proceedings of the IEEE,Vol.64,NO.
3,Mar.1976,pp.318〜328」や「IEEE Transactions on C
ircuits and Systems.Vol.CAS-26.NO.12,Dec.1979,pp.1
072〜1098」に示されている，従来のこの種のブラツグ
セルを示す図である。第２図(a)はその構成図であり，
同図に於いて，(1)は圧電体基板，(2)は圧電体基板(1)
の表面に形成した光表面波導波路，(3)はすだれ状電
極，(4)は光表面波導波路(2)の中を伝搬する扉表面波，
(5)はすだれ状電極(3)により励振された弾性表面波であ
る。
3,Mar.1976,pp.318〜328」や「IEEE Transactions on C
ircuits and Systems.Vol.CAS-26.NO.12,Dec.1979,pp.1
072〜1098」に示されている，従来のこの種のブラツグ
セルを示す図である。第２図(a)はその構成図であり，
同図に於いて，(1)は圧電体基板，(2)は圧電体基板(1)
の表面に形成した光表面波導波路，(3)はすだれ状電
極，(4)は光表面波導波路(2)の中を伝搬する扉表面波，
(5)はすだれ状電極(3)により励振された弾性表面波であ
る。
圧電体基板(1)の材料には，すだれ状電極(3)に依つて弾
性表面波(5)効率良く励振されるYZ-LiNbO3結晶などが用
いられている。さてすだれ状電極(3)の電極指(6)間の間
隔は，電極指(6)ごとに異なつており，電極指(6)の間隔
が狭い所では，高い周波数の弾性表面波(5)が効率良く
励振され，反対に電極指(6)間の間隔の広い所では，低
い周波数の弾性表面波(5)が効率良く励振される。第２
図(b)は，弾性表面波(2)の圧電体基板(1)の表面から深
さ方向に沿つた振幅分布を示す図であり，圧電体基板
(1)の表面から１波長の深さに，殆んどのエネルギーが
集中している。
性表面波(5)効率良く励振されるYZ-LiNbO3結晶などが用
いられている。さてすだれ状電極(3)の電極指(6)間の間
隔は，電極指(6)ごとに異なつており，電極指(6)の間隔
が狭い所では，高い周波数の弾性表面波(5)が効率良く
励振され，反対に電極指(6)間の間隔の広い所では，低
い周波数の弾性表面波(5)が効率良く励振される。第２
図(b)は，弾性表面波(2)の圧電体基板(1)の表面から深
さ方向に沿つた振幅分布を示す図であり，圧電体基板
(1)の表面から１波長の深さに，殆んどのエネルギーが
集中している。
次に，このセルの動作について説明する。周波数分析の
対象となる電気信号は，すだれ状電極(3)に印加されこ
の電極(3)に依つて，弾性表面波(5)に変換される。この
弾性表面波(5)は，第２図(b)に示した様に，圧電体基板
(1)の表面にエネルギーを集中して伝搬する弾性波であ
り，圧電体基板(1)の表面からほぼ１波長程度の深さ分
布を有し，この分布は伝搬距離に依らず一定である。
対象となる電気信号は，すだれ状電極(3)に印加されこ
の電極(3)に依つて，弾性表面波(5)に変換される。この
弾性表面波(5)は，第２図(b)に示した様に，圧電体基板
(1)の表面にエネルギーを集中して伝搬する弾性波であ
り，圧電体基板(1)の表面からほぼ１波長程度の深さ分
布を有し，この分布は伝搬距離に依らず一定である。
一方光表面導波路(2)中を伝搬する光表面波(4)は，弾性
表面波(5)との相互作用に依りその一部が回折され，入
射光(4)とは異なつた方向（４′）へ伝搬する様にな
る。この時，回折光（４′）の伝搬方向と直進光(4)の
伝搬方向との間をなす角度は，弾性表面波(5)の周波
数，即ち，すだれ状電極(3)に印加した電極信号の周波
数に依存する。（ほぼ比例関係に有る。）そこで受光素
子等を用いて，回析光（４′）の伝搬方向と，直進光
(4)の伝搬方向とのなす角度を測定する事に依り，入力
電気信号の周波数を知る事ができる。
表面波(5)との相互作用に依りその一部が回折され，入
射光(4)とは異なつた方向（４′）へ伝搬する様にな
る。この時，回折光（４′）の伝搬方向と直進光(4)の
伝搬方向との間をなす角度は，弾性表面波(5)の周波
数，即ち，すだれ状電極(3)に印加した電極信号の周波
数に依存する。（ほぼ比例関係に有る。）そこで受光素
子等を用いて，回析光（４′）の伝搬方向と，直進光
(4)の伝搬方向とのなす角度を測定する事に依り，入力
電気信号の周波数を知る事ができる。
ところで，電気信号の周波数を高精度で分析する為に
は，回折光（４′）の強度と直進光(4)の強度の比で定
義される回折効率が高い方が良い。これは光表面波導波
路(2)内に於いて，光表面波(4)の散乱等に依る迷光が存
在するので，回折効率が低いほど信号対雑音比が低下
し，回折光（４′）の伝搬方向と，直進光(4)の伝搬方
向とがなす角度を，精度良く検出できなくなるからであ
る。
は，回折光（４′）の強度と直進光(4)の強度の比で定
義される回折効率が高い方が良い。これは光表面波導波
路(2)内に於いて，光表面波(4)の散乱等に依る迷光が存
在するので，回折効率が低いほど信号対雑音比が低下
し，回折光（４′）の伝搬方向と，直進光(4)の伝搬方
向とがなす角度を，精度良く検出できなくなるからであ
る。
回折効率は，光表面波(4)の深さ方向分布と，弾性表面
波(5)の深さ方向分布との重なり部分が多いほど高くな
る。光表面波(4)は，光表面波導波路(2)の厚さにほぼ一
致した深さで分布している。一方，弾性表面波は，圧電
体基板(1)の表面から１波長程度の深さに分布してお
り，この深さは周波数が高くなるほど浅くなる。従つ
て，入力電気信号の周波数を変えると，光表面波(4)の
分布深さが一定であるのに対して，弾性表面波の分布深
さは変化する。この為，回折効率は，入力電気信号の周
波数に依つて変化する事になる。
波(5)の深さ方向分布との重なり部分が多いほど高くな
る。光表面波(4)は，光表面波導波路(2)の厚さにほぼ一
致した深さで分布している。一方，弾性表面波は，圧電
体基板(1)の表面から１波長程度の深さに分布してお
り，この深さは周波数が高くなるほど浅くなる。従つ
て，入力電気信号の周波数を変えると，光表面波(4)の
分布深さが一定であるのに対して，弾性表面波の分布深
さは変化する。この為，回折効率は，入力電気信号の周
波数に依つて変化する事になる。
従来のこの種のブラツグセルでは，第２図に示した様
に，光表面波(4)を回折させるのに弾性表面波(5)を用い
ており，この弾性表面波(5)は，周波数を上げていくと
光表面波導波路(2)の厚さよりも更に浅い分布となるの
で，回折効率が低下し，周波数分析精度が低下するとい
う問題点があつた。
に，光表面波(4)を回折させるのに弾性表面波(5)を用い
ており，この弾性表面波(5)は，周波数を上げていくと
光表面波導波路(2)の厚さよりも更に浅い分布となるの
で，回折効率が低下し，周波数分析精度が低下するとい
う問題点があつた。
この考案は，上記の様な問題点を解消する為に成された
もので，高い周波数に於いても大きな回折効率を保持
し，高精度の周波数分析が可能なブラツグセルを得る事
を目的とする。
もので，高い周波数に於いても大きな回折効率を保持
し，高精度の周波数分析が可能なブラツグセルを得る事
を目的とする。
この考案に係るブラッグセルは、圧電体基板を、表面近
傍を伝搬し伝搬距離の増加に伴って振幅分布が深くなる
弾性バルク波を主に励振するもので構成すると共に、上
記弾性バルク波と光表面波とが相互作用する相互作用領
域における上記弾性バルク波の深さ方向に沿った振幅分
布が周波数によらずほぼ一定となるように、すだれ状電
極の電極指間隔及びすだれ状電極と上記相互作用領域と
の間の距離を設定したものである。
傍を伝搬し伝搬距離の増加に伴って振幅分布が深くなる
弾性バルク波を主に励振するもので構成すると共に、上
記弾性バルク波と光表面波とが相互作用する相互作用領
域における上記弾性バルク波の深さ方向に沿った振幅分
布が周波数によらずほぼ一定となるように、すだれ状電
極の電極指間隔及びすだれ状電極と上記相互作用領域と
の間の距離を設定したものである。
この考案によるブラツグセルでは，すだれ状電極(3)に
依り励振される弾性波が，圧電体基板(1)の表面近傍を
伝播するバルク波（Surface Skimming Bulk Wave,以下
ＳＳＢＷと記す）となる様な圧電体基板(1)を用いる。
このＳＳＢＷは，基板深さ方向の分布が数波長以上有
り，弾性表面波に比べてより深い分布を示す為，弾性表
面波(5)では分布が浅過ぎて，回折効率が著しく低下し
てしまう様な高い周波数に於いても，大きな回折効率を
得る事ができる。
依り励振される弾性波が，圧電体基板(1)の表面近傍を
伝播するバルク波（Surface Skimming Bulk Wave,以下
ＳＳＢＷと記す）となる様な圧電体基板(1)を用いる。
このＳＳＢＷは，基板深さ方向の分布が数波長以上有
り，弾性表面波に比べてより深い分布を示す為，弾性表
面波(5)では分布が浅過ぎて，回折効率が著しく低下し
てしまう様な高い周波数に於いても，大きな回折効率を
得る事ができる。
更に，例えば「日経エレクトロニクス，1979.2.5.pp.32
〜34」に示されている様に，ＳＳＢＷは，伝搬距離の増
加に伴なつて分布がより深くなる。この為，励振周波数
に依りＳＳＢＷの光表面波(4)伝搬路迄の距離が異なる
様にすだれ状電極(3)を構成する事に依り，光表面波(4)
に於けるＳＳＢＷの深さ方向分布を，励振周波数に依ら
ずほぼ一定に保持する事ができる。この結果，高い周波
数に於いても，光表面波(4)と効率良く相互作用させる
事ができ，大きな回折効率を得ることができる。
〜34」に示されている様に，ＳＳＢＷは，伝搬距離の増
加に伴なつて分布がより深くなる。この為，励振周波数
に依りＳＳＢＷの光表面波(4)伝搬路迄の距離が異なる
様にすだれ状電極(3)を構成する事に依り，光表面波(4)
に於けるＳＳＢＷの深さ方向分布を，励振周波数に依ら
ずほぼ一定に保持する事ができる。この結果，高い周波
数に於いても，光表面波(4)と効率良く相互作用させる
事ができ，大きな回折効率を得ることができる。
以下，この考案の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図(a)はその構成図である。図中(1)は圧電体基板で
あり，この基板(1)には，すだれ状電極(3)に依りこの基
板(1)の表面近傍を伝搬するＳＳＢＷ(7)が効率良く励振
される様な結晶材料，及び結晶方向が選ばれている。
第１図(a)はその構成図である。図中(1)は圧電体基板で
あり，この基板(1)には，すだれ状電極(3)に依りこの基
板(1)の表面近傍を伝搬するＳＳＢＷ(7)が効率良く励振
される様な結晶材料，及び結晶方向が選ばれている。
(2)は圧電体基板(1)の表面に形成した光表面波導波路で
あり，光表面波(4)はこの導波路(2)内を伝搬する。(3)
はすだれ状電極であり，低い周波数帯のＳＳＢＷ(7)を
効率良く励振する電極指(6)部が光表面波(4)伝搬路迄の
距離が短かく，逆に高い周波数帯のＳＳＢＷ(7)を効率
良く励振する電極指(6)部が光表面波(4)伝搬路迄の距離
が長くなる様に構成されている。
あり，光表面波(4)はこの導波路(2)内を伝搬する。(3)
はすだれ状電極であり，低い周波数帯のＳＳＢＷ(7)を
効率良く励振する電極指(6)部が光表面波(4)伝搬路迄の
距離が短かく，逆に高い周波数帯のＳＳＢＷ(7)を効率
良く励振する電極指(6)部が光表面波(4)伝搬路迄の距離
が長くなる様に構成されている。
第１図(b)・(c)・(d)は，すだれ状電極(3)に依り励振さ
れたＳＳＢＷ(7)の基板深さ方向分布を示したもので，
(b)はすだれ状電極(3)の近傍に於ける分布，(c)・(d)は
すだれ状電極(3)より離れた所に於ける分布であり，(c)
・(d)の順に電極(3)からの距離が離れる。尚第１図(b)
・(c)・(d)に於いて，深さはＳＳＢＷ(7)の波長で規格
化した値である。
れたＳＳＢＷ(7)の基板深さ方向分布を示したもので，
(b)はすだれ状電極(3)の近傍に於ける分布，(c)・(d)は
すだれ状電極(3)より離れた所に於ける分布であり，(c)
・(d)の順に電極(3)からの距離が離れる。尚第１図(b)
・(c)・(d)に於いて，深さはＳＳＢＷ(7)の波長で規格
化した値である。
第１図(b)・(c)・(d)に示した様に，ＳＳＢＷ(7)は伝搬
距離の増加に伴なつて，深さ方向に沿つた分布がより深
くなる特性がある。そこで，すだれ状電極(3)の励振周
波数に依り，光表面波(4)伝搬路に於けるＳＳＢＷ(7)の
深さ方向分布が，光表面波(4)を回折するのに充分な深
さとなる様に，すだれ状電極(3)の電極指(6)部と光表面
波(4)伝搬路との間の距離を選定する。
距離の増加に伴なつて，深さ方向に沿つた分布がより深
くなる特性がある。そこで，すだれ状電極(3)の励振周
波数に依り，光表面波(4)伝搬路に於けるＳＳＢＷ(7)の
深さ方向分布が，光表面波(4)を回折するのに充分な深
さとなる様に，すだれ状電極(3)の電極指(6)部と光表面
波(4)伝搬路との間の距離を選定する。
即ち，電極指(6)の間隔が広く低い周波数のＳＳＢＷ(7)
を効率良く励振する電極指(6)部を，光表面波伝搬路迄
の距離が短かく，逆に電極指(6)の間隔が狭く高い周波
数ＳＳＢＷ(7)を効率良く励振する電極指(6)部を，光表
面波(4)伝搬路迄の距離が長くなる様にすだれ状電極(3)
を構成する事に依り，ＳＳＢＷ(7)の深さ方向分布を，
周波数に依らずほぼ一定とする事ができ，高い周波数に
於いても，従来に比べて大きな回折効率を得る事ができ
る。そこで，従来のこの種のブラツグセルでは回折効率
が低下して，精度良く周波数分析が行なえなかつた様な
高い周波数に於いても，より大きな回折効率が得られ，
高精度の周波数分析が可能となる。
を効率良く励振する電極指(6)部を，光表面波伝搬路迄
の距離が短かく，逆に電極指(6)の間隔が狭く高い周波
数ＳＳＢＷ(7)を効率良く励振する電極指(6)部を，光表
面波(4)伝搬路迄の距離が長くなる様にすだれ状電極(3)
を構成する事に依り，ＳＳＢＷ(7)の深さ方向分布を，
周波数に依らずほぼ一定とする事ができ，高い周波数に
於いても，従来に比べて大きな回折効率を得る事ができ
る。そこで，従来のこの種のブラツグセルでは回折効率
が低下して，精度良く周波数分析が行なえなかつた様な
高い周波数に於いても，より大きな回折効率が得られ，
高精度の周波数分析が可能となる。
尚以上は，第１図に示した一実施例の場合について説明
したが，この考案はこれ以外に，すだれ状電極(3)を１
個に限らず，２個以上用いる場合に適用しても良い。ま
たこの考案は，すだれ状電極(3)として，例えば文献「U
ltrasonics Symposium Proceedings.IEEE Cat.＃74 CHO
896-ISu,pp.422〜424」に示されている様に中間電位電
極を設けた，いわゆるドツグレツグ形すだれ状電極を用
いる場合にも適用する事ができる。尚，光表面波導波路
(2)の深さは，圧電体基板(1)の表面全てに於いて一定で
はなく，場所により変化させた場合に適用しても良い。
また，光表面波導波路(2)は，圧電体基板(1)の表面全体
に亘つて形成するのではなく，光表面波(4)が伝搬する
領域にのみに限定して形成しても良い。更に，各電極指
(6)は全て平行とするのではなく，各電極指(6)ごとに，
回折効率が大きくなる様に傾けても良い。
したが，この考案はこれ以外に，すだれ状電極(3)を１
個に限らず，２個以上用いる場合に適用しても良い。ま
たこの考案は，すだれ状電極(3)として，例えば文献「U
ltrasonics Symposium Proceedings.IEEE Cat.＃74 CHO
896-ISu,pp.422〜424」に示されている様に中間電位電
極を設けた，いわゆるドツグレツグ形すだれ状電極を用
いる場合にも適用する事ができる。尚，光表面波導波路
(2)の深さは，圧電体基板(1)の表面全てに於いて一定で
はなく，場所により変化させた場合に適用しても良い。
また，光表面波導波路(2)は，圧電体基板(1)の表面全体
に亘つて形成するのではなく，光表面波(4)が伝搬する
領域にのみに限定して形成しても良い。更に，各電極指
(6)は全て平行とするのではなく，各電極指(6)ごとに，
回折効率が大きくなる様に傾けても良い。
以上の様に、この考案では、圧電体基板は表面近傍を伝
搬し、且つ伝搬距離の増加に伴って振幅分布が深くなる
弾性バルク波を主に励振するもので構成すると共に、上
記弾性バルク波と光表面波とが相互作用する相互作用領
域における上記弾性バルク波の深さ方向に沿った振幅分
布が周波数によらずほぼ一定となるように、すだれ状電
極の電極指間隔及びすだれ状電極と上記相互作用領域と
の間の距離を設定したので、従来に比べ、高い周波数に
於いて，精度の高い周波数分析の可能なブラツグセルが
得られる利点がある。
搬し、且つ伝搬距離の増加に伴って振幅分布が深くなる
弾性バルク波を主に励振するもので構成すると共に、上
記弾性バルク波と光表面波とが相互作用する相互作用領
域における上記弾性バルク波の深さ方向に沿った振幅分
布が周波数によらずほぼ一定となるように、すだれ状電
極の電極指間隔及びすだれ状電極と上記相互作用領域と
の間の距離を設定したので、従来に比べ、高い周波数に
於いて，精度の高い周波数分析の可能なブラツグセルが
得られる利点がある。
第１図はこの考案の一実施例に依るブラツグセルを示す
図，第２図は従来のこの種のブラツグセルを示す図であ
る。 図中(1)は圧電体基板，(2)は光表面波導波路，(3)はす
だれ状電極，(4)は光表面波，(5)は弾性表面波，(6)は
電極指，(7)は圧電体基板(1)の表面近傍を伝搬するバル
ク波である。 尚図中，同一符号は各々同一，又は相当部分を示す。
図，第２図は従来のこの種のブラツグセルを示す図であ
る。 図中(1)は圧電体基板，(2)は光表面波導波路，(3)はす
だれ状電極，(4)は光表面波，(5)は弾性表面波，(6)は
電極指，(7)は圧電体基板(1)の表面近傍を伝搬するバル
ク波である。 尚図中，同一符号は各々同一，又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 和高 修三 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三菱 電機株式会社情報電子研究所内 (72)考案者 武田 文雄 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三菱 電機株式会社情報電子研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−24522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−24523（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電解が加えられることにより弾性波が発生
する圧電体基板と、上記圧電体基板の表面に光表面波が
伝搬し、その伝搬中に上記弾性波により光表面波が回折
される光表面波導波路、及び上記弾性波を励振するすだ
れ状電極とを備えたブラッグセルにおいて、上記圧電体
基板は表面近傍を伝搬し、伝搬距離の増加に伴って振幅
分布が深くなる弾性バルク波を主に励振するもので構成
すると共に、上記弾性バルク波と上記光表面波とが相互
作用する相互作用領域における上記弾性バルク波の深さ
方向に沿った振幅分布が周波数によらずほぼ一定となる
ように、上記すだれ状電極の電極指間隔及び上記すだれ
状電極と上記相互作用領域との間の距離を設定したこと
を特徴とするブラッグセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986105824U JPH0622814Y2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | ブラッグセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986105824U JPH0622814Y2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | ブラッグセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311619U JPS6311619U (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0622814Y2 true JPH0622814Y2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=30980616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986105824U Expired - Lifetime JPH0622814Y2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | ブラッグセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622814Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024523A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-07 | Nec Corp | 光スイツチ |
| JPS6024522A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-07 | Nec Corp | 可変波長光スイツチ |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP1986105824U patent/JPH0622814Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311619U (ja) | 1988-01-26 |
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