短路金属栅对正入射瑞利波的散射

由压电晶体动力学方程等出发,用电表面边界微扰技术得到了入射声表面波在栅区激发的微扰电场及电荷分布;将这些电荷作为表面激发源,用积分变换得到了包括散射声表面波和体波的一般积分解。数值计算了YZ-LiNbO_3,表面上短路金属栅对正入射瑞利波散射的声表面波,给出了其反射系数,前向散射系数等与栅条宽度的关系;进而导出了声表面波经过金属栅时的相速变化。理论计算与实验测量结果符合较好。     

由于表面粗糙引起的激光声表面波色散的实验和理论研究

表面粗糙是材料制造过程中必有的副产物, 粗糙表面会引起其中传播的声表面波的速度发生变化. 在利用激光声表面波对材料性质进行评估时, 常用宽带的激光声表面波速度频散特性对材料性质进行反演. 为了研究表面粗糙度是否能作为反演的特征参数之一, 本文建立了激光在表面粗糙样品中激发声表面波、聚偏氟乙烯换能器宽带接收声表面波的实验装置来研究不同粗糙度表面对声表面波速度的影响; 理论上建立了激光在粗糙表面中激发声表面波的计算模型, 利用有限元法得到声表面波的时域特征, 并进一步得到声表面波的速度色散曲线, 理论结果和实验结果能很好地拟合. 这为利用激光声表面波对表面粗糙的评估提供理论和实验依据. 关键词： 表面粗糙 激光声表面波 速度色散 聚偏氟乙烯传感器 有限元法     

超声波波型转换与表面波的检测

分析了超声波纵波、横波、表面波3种波型的产生条件和声速关系,检测了超声波在固体表面的波型转换,并测量了声表面波的速度,讨论了声表面波在超声延迟线方面的应用.     

球面换能器汇聚系统V(z)曲线的射线理论

作者根据几何声学原理,分析了反射式声学显微镜中球面换能器汇聚系统V(z)曲线的形成过程,求出了V(z)曲线的表达式,同时给出了实验结果。     

压电晶体表面激发的赝表面声波Green函数

赝表面声波(PSAW)是各向异性介质和压电介质中存在的一种特殊的表面波模式,它在声表面波技术中有重要的应用。基于我们发展的压电晶体表面激发理论,对压电晶体表面激发产生的赝表面波Green函数和相应的赝表面波波场给出了解析表达式。在分析了赝表面波Green函数存在的条件和性质后。结果给出了石英和LiNbO3赝表面波的Green函数数值计算。     

ZnO/Diamond/Si结构中声表面波传播特性分析

基于递归刚度矩阵方法, 建立了多层结构声表面波表面有效介电常数模型, 计算出了ZnO/Si结构声表面波的相速度频散特性, 与实验结果符合较好, 表明本文所建模型的准确性和有效性. 进一步计算得到了三层结构(ZnO/Diamond/Si)声表面波的相速度和机电耦合系数的频散规律, 获得此结构最优的高波速和高机电耦合系数组合及达到最优组合所需控制的变量, 为高频高性能声表面波器件设计和优化提供了有益参考. 关键词： 声表面波 多层结构 递归刚度矩阵 表面有效介电常数     

ZnO薄膜/金刚石在不同激励条件下声表面波特性的计算与分析

本文首先以刚度矩阵法为基础, 给出了ZnO薄膜/金刚石在四种不同激励条件下的有效介电常数计算公式. 然后以此为工具, 分别计算了多晶ZnO(002) 薄膜/多晶金刚石和单晶ZnO(002) 薄膜/多晶金刚石的声表面波特性, 并根据计算结果及设计制作声表面波器件的要求, 对ZnO膜厚的选择进行了详细地分析. 最后讨论了ZnO/金刚石/Si复合晶片可以忽略Si衬底对声表面特性影响时对金刚石膜厚的要求. 关键词： 声表面波 压电多层结构 有效介电常数 刚度矩阵法     

声表面波驱动的转动马达研究

在128°旋转Y切割x方向传播的LiNbO3基片表面平行地光刻两对工作频率为30MHz的叉指换能器(IDT)作为定子,当高频电压加在IDT1和IDT3(或IDT2和IDT4)时,基片上将产生两列平行但方向相反的瑞利波束,从而使得基片与其上部的转子间存在局部地相对运动,在滑动摩擦力偶的作用下转子经过加速后运动趋于稳定。本文给出了工作频率为30MHz的声表面波转动马达的一些实验测量结果:在120Vp-p的电压驱动下,马达经过400ms的加速后,转动速度达到稳定,约为270rpm,并对其工作机理进行了理论分析及计算。     

Mo(001)表面声子、声子软化及再构

本文考虑最近邻及次近邻相互作用,连续地改变表面相互作用参数α_s和β_s,研究了Mo(001)表面声子及其软化,得到了声子稳定图,并分析了表面波的振动模式,讨论了表面波的软化与表面再构的关系。 关键词：     

微型样品局部弹性的声显微成象研究

对微型样品或微掺杂复合材料样品的声学和机械特性进行了声显微成象研究,利用扫描声学显微镜对陶瓷基体内掺杂氮化硼纤维的复合材料进行了研究,在单根纤维内和基体中纤维－基体界面附近出现一系列明暗相间的圆环,分析了其形成机理,它是由于声显微镜输出信号中漏泄瑞利表面波信号同从纤维－基体界面反射的漏泄瑞利表面波信号之间相互干涉的结果。通过对干涉环的分析和研究,可求出瑞利波的声速,由此对微型样品的声学特性、弹性特性和力学性质进行研究和评价。     

声表面波在声栅上的Bragg衍射

本工作揭示了声表面波在声栅上的Bragg型衍射效应。应用简正波理论近似处理了在强Bragg条件下,声表面波在声栅上衍射的一些规律:栅阵内简正模式,偏转角和偏转效率与入射声波工作频率和声栅参数的关系。实验上,我们在y切割LiNbO₃压电晶体表面,用金属栅阵构成声栅,用光学法观察了声表面波(Rayleigh波)在上述声栅上的Bragg型衍射现象,并测量了偏转角和偏转效率随工作频率的关系。实验与理论结果比较表明,二者基本上是符合的。 关键词：     

压电晶体表面有限孔径源所产生声表面波的衍射场

到目前为止,声表面波有限孔径叉指换能器产生的衍射场一般是用角谱理论来进行唯象分析的,该标量理论的主要近似是忽略了问题的矢量性质,象在光学中那样,假定波场可以用一个标量来描述。在本文中,利用我们发展起来的压电晶体中弹性波场表面激发的严格矢量理论,给出了声表面波衍射场的全面严格的表叙。作为例子,对YZ-LiNbO_3进行了数值计算,所得结果跟角谱理论作了比较讨论。     

利用激光超声研究功能梯度材料中声表面波的传播特性

利用有限元的方法建立了脉冲激光在功能材料中激发声表面波的理论模型,根据该理论模型分别分析了脉冲激光在不同空间调制下所激发的声表面波(SAWS)在功能梯度材料表面的传播特性,以及不同力学参量变化对所激发的声表面波传播特性的影响.模拟结果表明,线源激发的宽带声表面波在功能梯度材料表面传播时,声表面波会出现明显的色散效应;当...     

GaN的声表面波特性研究

采用金属有机物化学气相外延方法在(0001)面蓝宝石上生长了高质量、高阻的未掺杂(0001)面GaN薄膜。为精确测量GaN薄膜材料的声表面波特性，在GaN薄膜表面上沉积了金属叉指换能器，叉指换能器采用等叉指结构，叉指的数目为40对，叉指间距为15μm。采用脉冲法测量了声表面波在自由表面和金属表面上的速度，并通过计算得到了机电耦合系数(κ^2)。所测量的声表面波速度（ν)为5667m／s，机电耦合系数(κ^2)为1．9％。     

声表面波机电耦合系数与短路金属栅阵的变分分析

本文给出一个变分表达式,它适用于自由表面和金属化表面上声表面波传播与散射分析。然后应用此表达式导出压电晶体材料声表面波机电耦合系数K~2作为材料常数函数的近似解析表达式。并进一步求解了短路金属栅阵在同步频率附近的波表面反射系数,给出其作为基底与金属膜材料常数和金属条几何参数函数的解析表达。结果特别指出了导致上述效应的各种物理机制间的相互关系。数值结果与实验结果相符,变分处理简化了数学过程而突出了其中物理规律。     

金属和半导体表面声声子的光散射

作者使用非弹性光散射——布里渊散射技术,成功地测量了频率在1—20千兆赫范围内热激发的表面波。所研究的材料包括单晶半导体和单晶、多晶金属。被表面波散射的光很强,谱的峰也窄,因而能以0.1％的精度来确定它的波速。除了瑞利波外,还观察到了具有较高能量的连续的兰姆波。这个兰姆波带有一些材料表面的特征。     

退火温度对声表面波检测器电极 表面粗糙度的影响*

该文实验研究了退火温度对声表面波检测器电极表面粗糙度的影响。电极表面的粗糙度随着退火温度不同而变化,实验中分别选择常温(25?C)、200?C和300?C作为退火温度对两种镀膜方式制备的声表面波器件进行退火,最后得到退火温度和电极表面粗糙度的对应关系。从实验结果来看,退火温度为200?C时,得到的电极表面粗糙度最大。该研究为声表面波检测器表面粗糙度优化及灵敏度提升提供了基础。     

SAW声电互作用一些新的实验现象

本文主要是实验研究不同表面处理的硅片和直流偏压对隙式实时声表面波(SAW)声电卷积器卷积效率的影响。对于热氧化长有1000A厚SiO_2层,并在N_2气中退火的硅片构成的卷积器,观察到一些新现象。简单地给出了理论解释的结果。     

LB膜在SAW ILRAC及RAC相位修正中的应用

声表面波反射栅脉冲压缩器件(RAC)及直列式反射栅脉冲压缩器件(ILRAC),在脉冲压缩雷达及其他一些系统中用作匹配滤波,是一种重要的模拟信号处理器件。声表面波在器件基片上的各处速度的轻微差别将会影响器件的性能。器件中的金属膜结构(叉指换能器;金属栅条,点阵等)会改变表面波速度,因而镀膜,光刻等工艺的误差将对器件的参数产生影响,最终表现为对于到达输出换能器的声表面波的相位导致误差,降低脉冲压缩输出的主副瓣比。     

压电晶体表面激发的二维声表面波Green函数

最近,我们研究了在压电晶体半空间表面激发的二维广义Green函数。在本文将仔细讨论广义Green函数的表面波部分。用稳相法给出声表面波远场渐近解。但是由于这样的渐近解在接近慢度曲线的拐点处失效,我们发展了用变型Airy函数表示的普适渐近解,从而解决了在拐点附近的解的衔接问题。对于Y切LINbO_3,进行了声表面波Green函数分量和功率流密度的数值计算,结果表明在Y切LiNbO_3的Z方向上出现聚焦现象.