非等厚电极对石英晶体板高频振动影响分析

利用Mindlin一阶板理论分析了覆盖非等厚电极层的AT切石英晶体板的高频振动,获得了包含厚度剪切振动模态、弯曲振动模态、面剪切振动模态、拉伸振动模态和厚度扭转振动模态的色散关系和频谱关系。研究结果表明由于上下电极层的非等厚性,过去认为不耦合的两组振动模态变得相互耦合,必须进行联合求解。计算结果表明由于非等厚电极层的质量效应,各振动模态的频率均有所降低。根据石英晶体板高频振动的频谱关系图,可以选取石英晶体板的最佳长厚比作为谐振器的制造尺寸。获得的电极层厚度与频率变化关系可以用来指导谐振器电极层厚度设计。     

基于有限元方法研究预应力条件下石英晶体的高频振动特性

利用有限元方法,计算AT切石英晶体受到沿不同方位角度施加的对径力后石英晶片的振动位移分布情况.该有限元分析结果能够直观的获取石英晶体厚度方向的剪切振动和弯曲振动的图形.通过对预应力模态计算结果分析表明石英晶体振动方向随着施加不同方向的方位角的改变而发生改变.该结果有助于更好研究石英晶体受力后的振动模态.     

基于有限元方法研究AT切石英晶体谐振器的动态特性

基于有限元方法研究石英晶体谐振器的谐响应振动特性.通过改变AT切石英晶片尺寸,分析不同尺寸情况下石英晶体各轴向的振动位移分布情况,可了解AT切石英晶体谐振器的厚度剪切振荡模态和寄生振动模态分布情况.仿真结果与实际测试结果对比,证明了采用这种仿真方法有助于石英晶体谐振器的设计.     

偏心电极石英晶体谐振器振动特性研究

石英晶体谐振器的电极材料、电极尺寸以及电极位置对其性能的影响非常重要.但在加工制作过程中,经常会出现电极镀层偏离板心现象.而目前仅有少数人员研究具有偏心电极石英晶体谐振器的振动特性.文章运用Stevens和Tiersten提出的二维标量微分方程(S-T方程)的变分形式,利用里兹法研究偏心电极石英晶体谐振器的振动特性.在研究中分析不同电极偏心距、不同质量比对石英晶体谐振器振动模态的影响,以及不同电极偏心距谐振器谐振频率所存在的误差,为石英晶体谐振器的生产和设计提供理论依据.     

Li2B4O7晶体在SAW技术中的应用研究

采用CZ法生长了30×30mm3的Li2B4O7单晶体.对晶体的压电性能进行了研究,弹性系数的交叉分量少,数值相对较小;在(001)面内有较高的声波传播速度,其变化范围为6500～7080m/s,在[001]方向有较低的声波传播速度,大约为5160m/s;而压电性能表明在不同方向的机电耦合系数均比石英晶体相应参数大得多.对晶体谐振器和压控震荡器的性能进行了研究,发现其机电耦合系数近似石英的十倍,很适合用来制作宽频器件.晶体谐振器的频率温度特性为抛物线型,其转变温度在室温,在-10℃～55℃温度范围内频率变化为3×10-4,具有良好的频谱响应,其寄生频率高出主振180kHz,衰减大于30dB,完全能满足器件使用要求.晶体滤波器3dB带宽的相对宽为1;,而石英仅为0.4;.     

多振子声子晶体的低频特性研究

本文设计了一种由硅橡胶包覆层包裹4个钨振子的新型声子晶体结构,通过有限元法计算该结构的色散曲线、振动模态和传输损失谱。结果表明,该结构的带隙范围为18.85~225.28 Hz,与传输损失谱频率衰减范围相吻合,能够有效抑制20~200 Hz的弹性波在声子晶体中传播。通过分析色散曲线上点的振动模态,说明带隙产生的原因。本文讨论了声子晶体板的缺口角度和振子之间的纵向和横向间距对带隙的影响,结果表明:当缺口角度减小时,带隙下边界几乎保持不变,带隙上边界升高从而增加了带隙的宽度;振子之间横向或纵向间距增大时,带隙下边界和上边界均上升,带隙变宽,进而优化了声子晶体模型的带隙。同时声子晶体板的缺口设计能够节省材料,从而减轻结构的质量。     

薄板型声子晶体材料参数对弯曲振动带隙的影响

借助改进的平面波展开法,从薄板弯曲波的波动方程出发,分析了材料参数对正方晶格/正方散射体的薄板型声子晶体的第一个完全带隙和第一个Γ-X方向带隙的影响.结果表明,散射体和基体材料的杨氏模量比和质量密度比是影响薄板弯曲振动带隙的关键材料参数;弯曲振动的第一完全带隙和第一Γ-X方向带隙都在由杨氏模量比和质量密度比组成的空间内被分为两个区域,能带结构分别具有Bragg散射特征和局域共振特征.     

含旋转对称性孔的二维声子晶体带隙特性研究

利用有限元法计算了旋转对称性孔体系声子晶体的能带结构,分析了希腊十字和旋转玫瑰孔的几何参数对它们的带隙影响,结合带隙边界的振动模态,阐述了带隙的产生机理.结果表明:希腊十字孔和旋转玫瑰孔体系声子晶体容易打开多个较宽频率带隙;该类型结构谐振单元能够很好局域弹性波,带隙边界振动模态呈现为旋转模态,有利于打开带隙.这些研究结果可能为设计多孔轻质减振复合材料具有重要的参考价值.     

不同温度下Ga3PO7晶体的声表面波特性研究

针对Ga3PO7晶体的压电特性,利用克里斯托夫方程计算了0～120℃范围内7个不同温度点的Ga3PO7的X、Y、Z切型传播角度为0°～ 180°的声表面波速度、机电耦合系数、能流角.结果表明,Z切型的Ga3PO7晶体受温度的影响较大,X和Y切型的温度稳定性相对Z切型较好,且这两种切型的SAW传播速度都与石英晶体相当.X切型中最佳传播角度情况下的机电耦合系数为0.532;,是石英晶体的2倍,而Y切型中最佳情况下的机电耦合系数可以达到1.041;,是石英晶体的4倍多.     

AgGaGeS_4晶体介电性能的初步探讨

利用本实验室生长的红外非线性晶体材料AgGaGeS_4(AGGS),常温下进行腐蚀实验并观察畴结构,测试了不同频率、电压下晶体的电滞回线以及同一电压下不同频率介质的电容值.腐蚀图像显示出畴结构,畴尺寸5～10 μm左右,证实AGGS为一热释电晶体.然而,室温下的电滞回线变形为一近似椭圆,介质电容与电场频率关系表现出强色散特性.本文对这一现象进行了系统分析,最后提出了进一步探索AGGS铁电性质的具体建议.     

LiInS2多晶原料的合成与性能

本文研究了高纯LiInS2多晶原料的合成及性能.LiInS2晶体是一种极具吸引力的晶体,可以应用于红外区域的非线性光学频率变换.一般来说,含锂硫族化合物制备非常困难,因为锂极易被氧化,且腐蚀石英管.而且,硫族元素高的蒸气压会导致石英安瓿爆炸.本文采用两种方法合成了LiInS2多晶原料,对所获LiInS2多晶原料进行了X射线粉末衍射和差示扫描量热分析.     

二维连接板式声子晶体低频带隙仿真研究

为了能够控制低频噪声,设计了一种二维连接板式声子晶体。运用有限元法计算了该结构的色散曲线及位移场。结果表明,所设计结构在29.37~354.07 Hz存在带隙。与文献模型相比,该结构的起始频率更低,带隙更宽,说明连接板结构声子晶体更容易获得低频带隙。通过位移场的振动模态分析,并结合质量-弹簧模型,解释了带隙产生的原因。在此基础上,讨论了连接板宽度和硅橡胶包覆层开孔半径大小对带隙的影响,随着连接板的宽度减小以及硅橡胶包覆层上孔的半径减小,该结构的带隙逐渐变宽。     

ZnGeP2晶体中的晶格振动模拟与光谱分析

ZnGeP₂晶体在9~10 μm的光学吸收限制了其在中远红外波段的应用,该波段吸收与其晶格振动有关。本文通过理论计算与实验相结合的方法,解释了晶体红外截止边和9 μm附近吸收峰的物理机制。通过布里奇曼法生长出ZnGeP₂单晶,并测试生长得到的ZnGeP₂晶体的变温拉曼光谱和变压拉曼光谱,基于第一性原理方法计算了ZnGeP₂布里渊区中心的振动频率,并计算了不同压力下晶体的晶格常数和拉曼位移峰的位置。实验结果与理论计算结果表明:温度升高使得其振动模发生红移,且振动模强度减弱,半峰全宽变大,而压力增大则会引起ZnGeP₂晶体振动模发生蓝移,振动模强度减弱,半峰全宽变大。     

超胞声子晶体板的轻量化设计与研究

由于局域共振型声子晶体板具有优秀的低频声学特性,相关的研究越来越丰富,但多为实验室环境下的研究,对其工程应用方面的轻量化研究存在不足。因此,本文以变电站低频噪声为应用背景,提出一种局域共振型声子晶体板轻量化设计方法。基于此方法,设计出一种针对变电站噪声频谱特性的轻量化超胞声子晶体板。研究发现,此声子晶体板在50 Hz和100 Hz同时具有明显的声传输损失峰,隔声量分别为67 dB和48 dB,并通过振型位移及声压级复合声强流线图对其隔声机理进行了分析研究。本研究对今后声子晶体板的工程应用和变电站噪声控制都具有指导意义。     

LiInS_2多晶原料的合成与性能(英文)

本文研究了高纯LiInS2多晶原料的合成及性能。LiInS2晶体是一种极具吸引力的晶体,可以应用于红外区域的非线性光学频率变换。一般来说,含锂硫族化合物制备非常困难,因为锂极易被氧化,且腐蚀石英管。而且,硫族元素高的蒸气压会导致石英安瓿爆炸。本文采用两种方法合成了LiInS2多晶原料,对所获LiInS2多晶原料进行了X射线粉末衍射和差示扫描量热分析。     

石英谐振器在强磁场中的磁-敏特性

研究了石英晶体谐振器在强磁场影响下频率变化的原因.结果表明石英晶体谐振器的磁性支架在受到磁场的影响下产生相应的应力,该应力沿石英晶片的边缘作用于石英晶体引起谐振器频率的变化.该实验结果对如何减小磁场对石英晶体谐振器的影响有一定的参考价值.     

Features of controlled laser thermal cleavage of crystal quartz

Controlled laser thermal cleavage of crystalline quartz has been simulated. The thermoelastic fields formed in a square single-crystal quartz plate as a result of successive laser heating and exposure to coolant have been calculated for five different versions specified by the crystal cut orientation and direction of laser beam displacement. The results have been verified experimentally using a CO₂ laser. The simulation results can be used in the electronics industry to optimize laser cutting of quartz crystals.