|
光エレクトロンクスの発展が期待されている中で、音響光学デバイスの重要性が増している。これらのデバイスの高性能化を図るために、超高周波で使える高効率の超音波トランスジューサの出現が待たれていた。本研究は、LiNb【O_3】結晶表面の周期溝と電極列とからなる新しい構造の超高周波音波発生用高効率トランスジューサを提案・開発することを目的に行われ、以下の如き重要な成果を得た。
1.LiNb【O_3】の最適な面方位および溝方向の検討を行い、縦波励振用には36°回転Y面が、横波励振用にはX面(Z軸から38°の溝方向)および163°回転Y面(Z軸溝方向)が優れていることを示した。
2.最適面方位の場合について、圧電的に発生する応力の分布および変換損の周波数特性を、異方性を考慮して有限要素法により解析し、溝の深さ、幅周期などの構造パラメータ依存性を明らかにした。
3.ダイシングソーによる周期溝および電極の形成プロセスの検討を行い、300MHz程度までの高周波用トランスジューサが得られることを示した。この方法によりトランスジューサの試作を行い、横波用で比帯地域幅110%、変換損2.5dBという広帯域・低変換損のトランスジューサが実現できることを実証した。
4.+GHzまでの超高周波トランスジューサを形成するため、【C_2】【F_6】ガスを用いたイオンエッチング法の検討を行い、マスク材としてはAlおよびCrが適しており、LiNb【O_3】のエッチレート3μm/h、対マスク・エッチレート比約3の値が得られることを示した。これにより溝の深さ6μm以下、中心周波数400MHZ以上のトランスジューサ実現の見通しを得た。
5.X面上および163°回転Y面上トランスジューサの場合について異方性ブラシグ光回折の解析を行い、数GHzを中心周波数とする非常に広帯域な音響光学デバイスが得られることを示した。以上により、本研究の所期の目的はほぼ達成されたものと考える。
|
