ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ФИЛЬТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

Предлагаемое устройство относится к области акустооптики и акустоэлектроники и может быть использовано в системах оптической связи.
Известен фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрическую подложку с расположенным на ней акустическим каналом, образованным входным и выходным преобразователями [1]. Недостатком этого устройства является необходимость применения дополнительных фотоприемных устройств при использовании его в оптоэлектронике.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является фильтр на поверхностных акустических волнах, содержащий пьезоэлектрическую подложку с расположенным на ней акустическим каналом, образованным входным и выходным преобразователями и участок металлизированной поверхности [2], принятый за прототип.
Недостатком этого устройства является ограниченность области применения, связанная с тем, что в случае использования его в оптоэлектронных системах требуется предварительное преобразование оптического сигнала в электрический сигнал, например, с помощью фотодиода или фототранзистора.
Целью изобретения является расширение области применения устройства путем наделения фильтра фоточувствительными свойствами
Для устранения указанного недостатка в фоточувствительном фильтре на поверхностных акустических волнах, содержащем пьезоэлектрическую подложку с расположенным на ней акустическим каналом, образованным входным и выходным преобразователями и участок металлизированной поверхности, согласно полезной модели, в качестве подложки используют монокристаллическую пластину высокоомного пьезополупроводника, а входной преобразователь имеет вид электрода гребенчатой формы, напротив которого на нерабочей стороне подложки нанесен участок металлизированной поверхности, причем входной преобразователь соединен с отрицательным
полюсом источника постоянного напряжения, а участок металлизированной поверхности соединен с положительным полюсом источника.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого фильтра со стороны рабочей поверхности пьезоэлектрической подложки.
Предлагаемый фоточувствительный фильтр содержит подложку из высокоомного пьезополупроводника (например, арсенида галлия) 1, на рабочей поверхности которой расположены входной преобразователь 2 в виде электрода гребенчатой формы, выходной встречно-штыревой преобразователь 3, участок металлизированной поверхности 4, нанесенный на нерабочую сторону подложки напротив входного преобразователя, источник постоянного напряжения 5, отрицательный полюс которого соединен с входным преобразователем 2, а положительный полюс соединен с участком металлизированной поверхности 4.
Предлагаемый фоточувствительный фильтр работает следующим образом.
Импульсное оптическое излучение из области спектра внутреннего фотоэффекта пьезополупроводника, попадая на входной преобразователь 2 с рабочей стороны полупроводниковой подложки, вызывает генерацию неравновесных электронно-дырочных пар на участках подложки, свободных от металлизации. Постоянное напряжение от источника 5 создает электрическое поле между входным преобразователем и участком металлизированной поверхности 4, направленное перпендикулярно плоскости пластины. Электронно-дырочные пары, образующиеся вблизи штырей гребенчатого электрода, начинают дрейфовать в поперечном электрическом поле. При этом электроны будут двигаться в направлении положительно заряженного участка металлизированной поверхности 4, а дырки - в направлении отрицательно заряженного входного преобразователя 2 с образованием областей объемного заряда вблизи электродов. В результате такого разделения неравновесных зарядов вблизи штырей гребенчатого электрода входного преобразователя 2 будет возникать пульсирующее с частотой световых импульсов электрическое поле между областью положительно заряженных дырок и отрицательно
заряженным электродом 2, 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 3.
Таким образом, предлагаемый фоточувствительный фильтр, совмещая в себе функции фотоприемника и фильтра на поверхностных акустических волнах, обладает селективными свойствами по отношению к частоте световых импульсов в полосе пропускания акустоэлектронного фильтра, то есть обладает более широкими функциональными возможностями по сравнению с прототипом.
Предлагаемый фоточувствительный фильтр на поверхностных акустических волнах может быть использован как в открытых, так и закрытых системах оптической связи в качестве избирательного устройства.
Источники информации:
1. Патент РФ на полезную модель №27762, Н03Н 7/00.
2. Патент РФ на полезную модель №RU 40553 U1 Н03Н 7/00 (прототип).