Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

патенты

.docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
2.4 Mб
Скачать

фильтр на поверхностных акустических волнах  (РФ № 2427072)

Классы МПК:

H03H9/64с использованием поверхностных акустических волн 

Автор(ы):

Голенищев-Кутузов Александр Вадимович (RU), Голенищев-Кутузов Вадим Алексеевич (RU), Калимуллин Рустем Ирекович (RU), Потапов Андрей Александрович (RU)

Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 2010-06-30

публикация патента: 20.08.2011

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано в качестве высокочастотных (10 МГц - 10 ГГц) перестраиваемых по частоте фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Достигаемым техническим результатом является увеличение добротности до 104 и возможность перестройки резонансной частоты фильтра на ПАВ. Фильтр на ПАВ содержит пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на поверхности входным и выходным широкополосными преобразователями и выполненной между ними лазерно-электрическим способом периодической структурой с требуемой резонансной частотой, которая выполнена в виде системы сегнетоэлектрических доменов с противоположной поляризацией. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2427072

Изобретение относится к области акустоэлектроники и может быть использовано в качестве высокочастотных (10 МГц - 10 ГГц) перестраиваемых по частоте фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с применением при изготовлении устройств радиосвязи и обработки сигналов.

Известны конструкции импедансных фильтров на ПАВ, содержащих в своем составе встречно-штыревые преобразователи (ВШП), расположенные на поверхности пьезоэлектрического звукопровода (Багдасарян А.С, Карапетьян Г.Я. Импедансные фильтры на поверхностных акустических волнах. М.: Изд. Международная программа образования, 1998; Гуляев Ю.В., Багдасарян А.С.Фильтры на поверхностных акустических волнах // Радиотехника, 2003, № 8, с.15). Необходимые предельные характеристики таких фильтров - частотная селекция, коэффициент прямоугольности, уровень вносимого затухания - достигаются путем оптимизации топологии входного и выходного ВШП или введением других дополнительных элементов между ВШП. Для повышения частотного диапазона фильтров на ПАВ до 1-2 ГГц предложено использовать гармоники основной частоты, обычно не превышающей 100 МГц. Для перестройки резонансной частоты предложено использовать нагрев или приложение статического электрического поля (Дмитриев В.Ф., Мансфельд Г.Д., Пустовойт В.И. Перестраиваемый высокодобротный резонатор на поверхностных акустических волнах // Журнал технической физики, 2007, т.77, В.8, с.101). Недостатком таких фильтров является невозможность перестройки резонансной частоты в пределах более 1% от основной частоты, а также большие потери на преобразование при использовании высших гармоник.

Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является перестраиваемый фильтр на ПАВ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на поверхности входным и выходным широкополосными преобразователями, при этом между преобразователями в приповерхностном слое звукопровода выполнена фотоиндуцированная периодическая структура с требуемой резонансной частотой (Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Калимуллин Р.И. Фильтр на поверхностных акустических волнах. Патент № 2351063, Н03Н 9/64, 27.03.2009). Данный фильтр обладает широкой полосой перестройки (до 10% от основной частоты).

Недостатком этого изобретения является то, что используемая фотоиндуцированная периодическая структура, состоящая из слоев с относительным изменением скоростей акустических волн не выше 10-4, имеет акустическую добротность не более 10 3 и коэффициент резонансного отражения не более 20%.

Задачей настоящего изобретения является создание акустического фильтра с улучшенными характеристиками: повышение добротности до 104 и коэффициента отражения на резонансной частоте, близким к единице, при сохранении диапазона перестройки частоты не менее 10%.

Технический результат достигается тем, что в перестраиваемом фильтре на ПАВ индуцированная периодическая структура выполнена в виде системы сегнетоэлектрических доменов с противоположными знаками пьезоэлектрических коэффициентов, обладающая требуемой резонансной частотой fm

где V - скорость ПАВ;

m =1, 2, 3,  ;

d - размер домена.

При реально достижимой ширине домена около 0,2 мкм возможно использование фильтра на частотах гигагерцевого диапазона.

Замена практически почти однородной по физическим свойствам ( V/V 10-4) периодической структуры в известном фильтре (прототип) на доменную структуру позволяет достичь, согласно работам (Shuvalov A.L., Gorkunova A.S. Transverse acoustic waves in piezoelectric and ferroelectric antiphase superlattices // Physical Review B, 1999, V.59, Issue 14, P.9070; Батанова Н.Л., Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.A., Калимуллин Р.И. Отражение и преломление ПАВ на периодической доменной структуре // Акустический журнал, 2004, т.50, № 5, с.581), коэффициента отражения от резонансной доменной структуры

где k2=e2/(c ) - параметр электромеханической связи;

e - пьезоэлектрический модуль;

c - модуль упругости;

 - коэффициент диэлектрической проницаемости;

q - волновое число;

N- число периодов доменной структуры.

При N 100 коэффициент отражения будет приближаться к единице, а ширина резонансного пика ( f~N-1) будет соответствовать добротности до 104 на частотах 108-109 Гц.

Процесс формирования периодической доменной структуры состоит в облучении поверхности монокристалла, обладающего сильным пьезоэффектом и фоторефрактивным эффектом, и одновременном приложении к ней статического электрического поля. К такому классу материалов относятся сегнетопьезоэлектрики типа ниобата лития или титаната бария.

Под действием лазерного пучка с интерференционной структурой в приповерхностном слое образуется структура периодически изменяющегося по напряженности фотоиндуцированного поля. Прикладываемое внешнее электрическое поле должно быть направлено навстречу полю спонтанной поляризации. Под действием одновременного воздействия внешнего электрического поля и фотоиндуцированного поля, которые в сумме превышают коэрцитивное поле кристалла, возникают области локальной переполяризации в виде доменной структуры.

Период сформированной в приповерхностном слое на глубину до 0,5 мм доменной структуры, т.е. сумма ширин облученного и необлученного слоев, определяется углом между интерферирующими лазерными пучками и может варьироваться в пределах от 0,2 мкм до 100 мкм и таким образом перекрывает диапазон частот ПАВ в соответствии с выражением (1) от десятков мегагерц до гигагерц. Стирание ранее сформированной доменной структуры осуществляется путем ее облучения однородным по площади пучком того же лазера и одновременного приложения внешнего электрического поля в направлении спонтанной поляризации, то есть в направлении, противоположном направлению внешнего поля при формировании структуры. Согласно изобретению перестройка резонансной частоты фильтра осуществляется путем стирания ранее сформированной структуры в приповерхностном слое звукопровода и формирования новой структуры с необходимой резонансной частотой. При этом спектр резонансных частот будет определяться частотным диапазоном широкополосного входного и выходного преобразователей.

На фиг.1 представлен предлагаемый фильтр на поверхностных акустических волнах, на фиг.2 представлена схема формирования фильтра.

Фильтр состоит из

1 - звукопровода;

2 - входного широкополосного преобразователя;

3 - электродов для приложения электрического поля;

4 - индуцированной периодической доменной структуры;

5 - выходного широкополосного преобразователя.

На фиг.2 также показаны

6 - источник статического электрического поля;

7 - непрозрачное зеркало;

8 - полупрозрачное зеркало;

9 - оптический пучок;

10 - лазер.

Устройство работает следующим образом.

Вначале с помощью оптического пучка 9 от лазера 10, системы из полупрозрачного 8 и непрозрачного 7 зеркал, а также одновременного приложения к электродам 3 от источника 6 статического электрического поля в приповерхностном слое формируется периодическая доменная структура 4 с периодом, соответствующим частоте входного радиочастотного сигнала.

Входной радиочастотный сигнал поступает на вход 1 устройства и затем в виде акустического сигнала распространяется через периодическую структуру 4. В зависимости от соотношения между периодом структуры и частотой сигнала он либо отражается от структуры и попадает на входной преобразователь 2, либо поступает на выходной преобразователь 5.

Как показали проведенные авторами эксперименты, путем изменения структуры интерферирующего лазерного пучка было возможно формирование структуры в приповерхностном слое монокристалла ниобата лития на глубину до 0,3 мм и периодом от 4 мкм до 50 мкм, что перекрывает диапазон частот ПАВ 1 ГГц - 60 МГц. Периодические структуры формировались интерферирующим пучком второй гармоники лазера на иттрий-алюминиевом гранате (0,53 мкм) за 60-100 с. Мощность импульсов составляла порядка 1 ГВт при длительности 40 нс.

Периодическая структура была устойчива к изменениям температуры в диапазоне 0-100°С, воздействию внешних электрических полей до 106 В/м и к распространяющимся акустическим сигналам. Стирание ранее сформированной периодической структуры происходило только при воздействии однородного по структуре пучка того же лазера и одновременном приложении внешнего электрического поля в направлении спонтанной поляризации за 200-150 с.

В ходе экспериментов было установлено отражение импульсов ПАВ, генерируемых и детектируемых широкополосными преобразователями на резонансных частотах в диапазоне 50-400 МГц. Коэффициент относительного отражения для ПАВ составлял порядка 0,7 для 200 периодов структуры. Добротность амплитудно-частотной характеристики фильтра на резонансных частотах составляла 2·10 3-3·103.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрический звукопровод с расположенными на поверхности входным и выходным широкополосными преобразователями и выполненной между ними лазерно-электрическим способом периодической структурой с требуемой резонансной частотой, отличающийся тем, что периодическая структура выполнена в виде системы сегнетоэлектрических доменов с противоположной поляризацией.

фильтр на поверхностных акустических волнах  (РФ № 2348101)

Классы МПК:

H03H9/54содержащие резонаторы, выполненные из пьезоэлектрических или электрострикционных материалов 

Автор(ы):

Яковлев Федор Федорович (RU), Гапшин Владимир Константинович (RU), Кудряшов Сергей Александрович (RU)

Патентообладатель(и):

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 2007-06-04

публикация патента: 27.02.2009

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности - к частотно-избирательным средствам, и может использоваться в устройствах частотной селекции радиосигнала. Техническим результатом является увеличение относительной полосы пропускания. Заземленная шина связи двухмодового резонатора выполнена в виде меандра, при этом величина перекрытия между соседними штырями (апертура W) периодически меняется, принимая два значения: W1 (минимальное) и W2 (максимальное). Поскольку взаимодействие между симметричной и антисимметричной модами в данном случае более сильное, чем в прототипе, достигается увеличение полосы пропускания фильтра до 0,15%. 8 ил.

Рисунки к патенту РФ 2348101      

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности - к частотно-избирательным средствам, и может использоваться в устройствах частотной селекции радиосигнала.

Известны сверхузкополосные фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [1, 2], представляющие собой структуру из двух и более последовательно соединенных поперечно-связанных двухмодовых резонаторов. Такие фильтры имеют малые вносимые потери и достаточно хорошее внеполосное подавление, но их максимальная относительная полоса пропускания не превышает (0,10-0,11)%.

В качестве прототипа выбран фильтр на ПАВ [2], содержащий пьезоплату из кварца ST-среза, на которой методом тонкопленочной технологии выполнена структура из двух последовательно соединенных поперечно-связанных двухмодовых резонаторов. Недостатком прототипа является ограничение сверху относительной полосы пропускания фильтра, максимальное значение которой не может превышать (0,10-0,11)%.

В то же время для ряда применений необходима относительная полоса пропускания более 0,11% при одновременном сохранении положительных качеств, присущих сверхузкополосным фильтрам на основе поперечно-связанных двухмодовых резонаторов (малые вносимые потери, хорошая избирательность, высокая стабильность характеристик).

Заявляемым изобретением решается задача существенного увеличения относительной полосы пропускания.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтре на ПАВ, содержащем пьезоплату из кварца ST-среза, на которой методом тонкопленочной технологии выполнена структура из двух или более последовательно соединенных поперечно-связанных двухмодовых резонаторов, величина перекрытия между соседними штырями (апертура W) периодически меняется, принимая два значения W1 и W2.

Отличительным признаком заявляемого изобретения является то, что заземленная шина связи двухмодового резонатора выполнена в виде меандра. При этом апертура W дискретно меняется с периодом 2L, принимая значения W1, либо W2. Вследствие этого увеличивается поперечная связь между симметричной и антисимметричной модами [1], и соответственно увеличивается относительная полоса пропускания фильтра.

Перечень фигур:

Фиг.1. Базовая топология двухмодового резонатора с поперечными связями со слабой связью между симметричной и антисимметричной модами для фильтра с относительной полосой пропускания 0,043%.

Фиг.2. Амплитудно-частотная характеристика фильтра с относительной полосой пропускания 0,043%.

Фиг.3. Топология двухмодового резонатора с сильной связью между симметричной и антисимметричной модами для фильтра с относительной полосой пропускания 0,094%.

Фиг.4. Амплитудно-частотная характеристика фильтра с относительной полосой пропускания 0,094%.

Фиг.5. Топология двухмодового резонатора с максимальной связью между симметричной и антисимметричной модами. Относительная полоса пропускания фильтра 0,11%.

Фиг.6. Амплитудно-частотная характеристика фильтра с относительной полосой пропускания 0,11%.

Фиг.7. Топология двухмодового резонатора с заземленной шиной связи в виде меандра (с периодически меняющейся апертурой) для фильтра с относительной полосой пропускания 0,15%.

Фиг.8. Амплитудно-частотная характеристика фильтра с относительной полосой пропускания 0,15%.

На фиг.1-8 обозначено:

1 - отражатели;

2 - встречно-штыревой преобразователь (ВШП);

3 - заземленная шина связи;

W - величина перекрытия между соседними штырями (апертура);

G - ширина области связи;

L - период ВШП;

Q - добротность двухмодового резонатора с поперечными связями.

Устройство работает следующим образом. Значение относительной полосы пропускания фильтра  f= f/f0 (f - полоса пропускания, f0 - средняя частота полосы пропускания фильтра) определяется отношением ширины области связи к периоду ВШП 2 G/L (Фиг.1). Чем меньше значение G/L, тем сильнее связь между симметричной и антисимметричной модами резонатора и тем шире полоса пропускания фильтра. Зависимость полосы пропускания фильтра от G/L иллюстрируется фиг.1-6: на фиг.1, 3, 5 представлены топологии резонаторов, а на фиг.2, 4, 6 - соответствующие им амплитудно-частотные характеристики (АЧХ), где добротность двухмодового резонатора с поперечными связями Q связана с относительной полосой пропускания фильтра  f обратно пропорциональной зависимостью:  f=1/Q. Для увеличения полосы пропускания фильтра необходимо уменьшать G, однако значение G/L (0,5÷0,6) является предельным. Реализовать резонаторы с G/L<0,5 технологически сложно, а технический эффект при этом минимален, что видно из сравнения фиг.3-4 и фиг.5-6. На фиг.3-4 значение G/L=1,15; относительная полоса пропускания фильтра 0,094%. На фиг.5-6 значение G/L=0,6 (вдвое меньше, чем в предыдущем случае), а относительная полоса пропускания фильтра 0,11% (увеличение лишь на 17%). Таким образом, максимальное значение относительной полосы пропускания в прототипе - (0,10-0,11)%.

В заявляемом изобретении (фиг.7) заземленная шина связи 3 двухмодового резонатора выполнена в виде меандра, при этом апертура W дискретно меняется с периодом 2L, принимая попеременно два значения: W1 и W2. Поскольку поверхностная акустическая волна в верхнем волноводном канале частично соприкасается с акустической волной нижнего канала и наоборот, взаимодействие между модами в данном случае более сильное, чем в прототипе, что должно привести к увеличению полосы пропускания фильтра. Эффект увеличения полосы пропускания иллюстрирует фиг.8 (относительная полоса пропускания  0,15%). Таким образом, применение резонатора заявляемой конструкции увеличивает предельную полосу пропускания фильтра более чем на 35% по сравнению с прототипом.

ЛИТЕРАТУРА

1. М.Tanaka, Т.Morita, K.Ono and Y.Nakazawa. Narrow bandpass filters using double-mode SAW resonators on quartz, Proc. IEEE Freq. Contr. Symp. (1984), pp.286-293.

2. Ф.Ф.Яковлев, В.А.Белоусов, В.К.Гапшин. Сверхузкополосный фильтр на поверхностных акустических волнах с малыми вносимыми потерями и улучшенной температурной стабильностью частоты для модуля связи. XII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 2006, т.2, с.1091 (Прототип).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоплату из кварца ST-среза, на которой методом тонкопленочной технологии выполнена структура из двух и более последовательно соединенных поперечно-связанных двухмодовых резонаторов, отличающийся тем, что заземленная шина связи выполнена в виде меандра, а штыри встречно-штыревых преобразователей выполнены так, что величина перекрытия между соседними штырями периодически изменяется, принимая два значения W1 и W2 .

фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах  (РФ № 2439755)

Классы МПК:

H01P1/205гребенчатые или встречно-штыревые фильтры; каскадно соединенные коаксиальные резонаторы 

Автор(ы):

Митрохин Виктор Иванович (RU), Николаев Олег Валерьевич (RU), Рембеза Станислав Иванович (RU)

Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

Приоритеты:

подача заявки: 2010-05-13

публикация патента: 10.01.2012

Изобретение относится к области

акустооптики и акустоэлектроники и может быть использовано в системах оптической связи и оптической локации.

Технический результат - уменьшение уровня акустических потерь в подложке в процессе работы фильтра и повышение его добротности. Для этого в фоточувствительном фильтре на рабочую поверхность пластины (1) нанесено непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие (2) с окнами, прозрачными для оптического излучения, прямоугольной формы, расположенными в акустическом канале, причем одни из них вместе с участками облучаемой пластины (1) образуют штыри входного преобразователя (3), а другие служат технологическими окнами для нанесения пленочных гребенчатых электродов выходного преобразователя (4), при этом шаг окон входного преобразователя (3) равен шагу штырей гребенчатых электродов выходного преобразователя (4). 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2439755

Изобретение относится к области акустооптики и акустоэлектроники и может быть использовано в системах оптической связи.

Известен фоточувствительный резонансный фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий полупроводниковую пьезоэлектрическую подложку с расположенным на ней акустическим каналом и входным преобразователем [1].

Недостатком этого устройства является повышенный уровень акустических потерь.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах, представленный в [2], принятый за прототип.

На фиг.1 показан общий вид фильтра со стороны рабочей поверхности пьезоэлектрической подложки, где обозначено:

1 - подложка из высокоомного пьезополупроводника;

3 - входной преобразователь;

4 - выходной встречно-штыревой преобразователь;

6 - участок металлизированной поверхности;

5 - источник постоянного напряжения.

Устройство-прототип содержит подложку в виде пластины из высокоомного пьезополупроводника (например, арсенида галлия) 1, на рабочей поверхности которой расположены входной преобразователь 3 в виде электрода гребенчатой формы, выходной встречно-штыревой преобразователь 4, участок металлизированной поверхности 6, нанесенный на нерабочую сторону пластины 1 напротив входного преобразователя 3, источник постоянного напряжения 5, отрицательный полюс которого соединен с входным преобразователем 3, а положительный полюс соединен с участком металлизированной поверхности 6.

Фоточувствительный фильтр-прототип работает следующим образом.

Импульсное оптическое излучение из области спектра внутреннего фотоэффекта пьезополупроводника, попадая на входной преобразователь 3 с рабочей стороны полупроводниковой пластины 1, вызывает генерацию неравновесных электронно-дырочных пар на участках пластины 1, свободных от металлизации. Постоянное напряжение от источника 5 создает электрическое поле между входным преобразователем 3 и участком металлизированной поверхности 6, направленное перпендикулярно плоскости пластины. Электронно-дырочные пары, образующиеся вблизи штырей гребенчатого электрода входного преобразователя 3, начинают дрейфовать в поперечном электрическом поле. При этом электроны будут двигаться в направлении положительно заряженного участка металлизированной поверхности 6, а дырки - в направлении отрицательно заряженного входного преобразователя 3 с образованием областей объемного заряда вблизи электродов. В результате такого разделения неравновесных зарядов вблизи штырей гребенчатого электрода входного преобразователя 3 будет возникать пульсирующее с частотой световых импульсов электрическое поле между областью положительно заряженных дырок и отрицательно заряженных электронов, направленное под некоторым углом к плоскости пластины. Это пульсирующее поле, имеющее составляющую в направлении плоскости пластины, при попадании частоты следования световых импульсов в полосу пропускания фильтра будет возбуждать поверхностную акустическую волну, которая, распространяясь по акустическому каналу, будет преобразовываться в электрический сигнал с помощью выходного встречно-штыревого преобразователя 4.

Недостатком этого устройства является низкая добротность, обусловленная рассеянием энергии поверхностной акустической волны (ПАВ) в акустическом канале, вследствие акустоэлектронного релаксационного взаимодействия ПАВ со свободными носителями заряда, генерируемыми импульсным оптическим облучением в приповерхностной области акустического канала.

Задачей предлагаемого устройства является создание фоточувствительного фильтра на ПАВ, обладающего сниженным уровнем акустических потерь в подложке при оптическом облучении и повышенной добротностью.

Для решения поставленной задачи в фоточувствительном фильтре на поверхностных акустических волнах, содержащем монокристаллическую пластину высокоомного пьезополупроводника с расположенным на ней акустическим каналом, образованным входным и выходным преобразователями, согласно изобретению на рабочую поверхность пластины нанесено непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие с окнами, прозрачными для оптического излучения, прямоугольной формы, расположенными в акустическом канале, причем одни из них вместе с участками облучаемой пластины образуют штыри входного преобразователя, а другие служат технологическими окнами для нанесения пленочных гребенчатых электродов выходного преобразователя, при этом шаг окон входного преобразователя равен шагу штырей гребенчатых электродов выходного преобразователя.

На фиг.2 показан общий вид предлагаемого фильтра со стороны рабочей поверхности пьезоэлектрической подложки, где обозначено:

1 - монокристаллическая пластина высокоомного пьезополупроводника;

2 - непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие;

3 - входной преобразователь;

4 - выходной преобразователь.

Предлагаемый фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах содержит пластину из высокоомного пьезополупроводника 1 (например, арсенида галлия), на поверхности которой размещено непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие 2 с окнами прямоугольной формы, прозрачными для оптического излучения, расположенными в акустическом канале, причем одни из них вместе с участками облучаемой пластины 1 образуют штыри входного преобразователя 3, а другие служат технологическими окнами для нанесения пленочных гребенчатых электродов выходного встречно-штыревого преобразователя 4. Шаг окон входного преобразователя 3 равен шагу штырей гребенчатых электродов выходного преобразователя 4.

Фоточувствительный фильтр работает следующим образом.

Импульсное оптическое излучение из области спектра внутреннего фотоэффекта полупроводниковой подложки, попадая на участки рабочей поверхности пластины 1 через прозрачные окна в диэлектрическом покрытии 2 входного преобразователя 3, индуцирует фото-эдс в приповерхностной области пластины.

Окна (штыри) входного преобразователя 3 являются локальными источниками импульсной фото-эдс в приповерхностной области полупроводниковой пластины 1. Эта фото-эдс будет порождать посредством обратного пьезоэлектрического эффекта периодическую во времени и пространстве деформацию, одна из составляющих которой будет направлена вдоль акустического канала пластины 1. При совпадении частоты следования световых импульсов со временем прохождения акустической волны между соседними окнами прозрачности импульсное оптическое облучение будет приводить к возбуждению ПАВ в области входного преобразователя 3. Распространяясь по акустическому каналу, ПАВ будет преобразовываться в электрический сигнал с помощью выходного встречно-штыревого преобразователя 4, шаг которого совпадает с шагом окон входного преобразователя 3.

В прототипе возбуждаемая во входном преобразователе ПАВ при прохождении по акустическому каналу частично ослабляется за счет экранирования пьезоэлектрической волны, сопровождающей ПАВ, свободными носителями заряда, генерируемыми световыми импульсами в приповерхностной области акустического канала. Помимо этого релаксационное взаимодействие неравновесных носителей заряда с пьезоэлектрической волной будет дополнительно рассеивать энергию ПАВ. Таким образом, плоская световая волна, модулируя ПАВ в акустическом канале, ухудшает характеристики фильтра, в частности его добротность.

В предлагаемом устройстве нанесенное на поверхность пластины непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие 2 устраняет описанный выше эффект ослабления ПАВ при импульсном оптическом облучении пластины, связанный с экранированием пьезоэлектрической волны и релаксационными потерями в акустическом канале. Это обеспечивает снижение акустических потерь в заявляемом фоточувствительном фильтре и повышение его добротности по сравнению с прототипом. Кроме того, в прототипе входной преобразователь имеет вид гребенчатого электрода, у которого штыри, участвующие в возбуждении ПАВ, электрически соединены между собой. В области перемычки наблюдается дополнительное ослабление возбуждаемой ПАВ. В заявляемом устройстве в качестве штырей входного преобразователя 3 используются окна прозрачности, не имеющие непосредственной электрической связи друг с другом, что дополнительно способствует снижению затухания ПАВ в области входного преобразователя 3.

Предлагаемый фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах может быть использован в открытых и закрытых системах оптической связи и в системах оптической локации в качестве избирательного фотоприемника.

Источники информации

1. Патент РФ на полезную модель RU № 87307, Н03Н 7/00.

2. Патент РФ на полезную модель (прототип) RU № 77735, Н03Н 7/00.

3. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. - М.: Наука, 1990 г., 685 с.

4. Митрохин В.И. Эффект оптического индуцирования механических колебаний в монокристаллах арсенида галлия. / В.И.Митрохин, С.И.Рембеза, А.А.Руденко. // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т.32, - Вып.11. - С.32-36.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий монокристаллическую пластину высокоомного пьезополупроводника с расположенным на ней акустическим каналом, образованным входным и выходным преобразователями, отличающийся тем, что на рабочую поверхность пластины нанесено непрозрачное для оптического излучения диэлектрическое покрытие с окнами, прозрачными для оптического излучения, прямоугольной формы, расположенными в акустическом канале, причем одни из них вместе с участками облучаемой пластины образуют штыри входного преобразователя, а другие служат технологическими окнами для нанесения пленочных гребенчатых электродов выходного преобразователя, при этом шаг окон входного преобразователя равен шагу штырей гребенчатых электродов выходного преобразователя.