高频沟槽叉指体声波换能器

本文介绍了一种由压电晶体沟槽表面上的叉指换能器构成的新型体声波换能器。制作在X切LiNbO₃,表面的横波换能器在213MHz时的一次换能损耗为3.8dB。     

光衍射法观测叉指换能器在石英晶体中激发的各种声波

利用声光相互作用所引起的光衍射现象,观测了叉指换能器在石英晶体上激发的各种声波及其倒速度图。着重研究了z-切割石英晶体表面、沿y方向激发表面声波的叉指换能器在这个样品上激发的各种表面声波和体声波。对观察到的不同于瑞利波形式的表面声波进行了探讨,并说明这类波的特性值得进一步研究。     

叉指换能器的抽指加权

抽指加权避免了切趾加权的末端效应和衍射效应,所以可以从理论上预计出准确的结果,并能进行双加权,但它只能适用于带宽较窄的器件。本文为抽指加权给出了数学表达式,提出了用不着近邻效应修正和相位修正的设计方法,使设计和工艺都大为简化,并且实验上容易保证预期的结果。由于注意到了抽指加权应满足的条件,并用计算机选出最佳的设计方案,本文所设计的滤波器可以超过前人用抽指方法所达到的带宽。本文编制出抽指加权的计算机程序,对辛克函数凯塞窗口加权换能器和海明加权换能器设计出3dB带宽达2—8％的带通滤波器,实验与理论结果基本一致。     

声表面波空心叉指换能器

本文提出一种新的声表面波叉指换器结构——空心叉指换能器。对空心叉指换能器和普通叉指换能器（例如,双叉指换能器和单叉指换器）的性能进行了比较。给出了设计空心叉指换能器的数据。分析和实验结果证明,这种换能器与普通叉指换能器相比,其优点是:在相同的制造工艺和满足规定的指间反射的情况下,容易实现高的成品率和较高的工作频率。     

声表面波四相单向叉指换能器

四相单向换能器^[3]与三相单向换能器及群型单向换能器相比具有最佳的单向性,适宜用来制作宽带低插损声表面波滤波器。四相换能器的等效电路、声辐射导、静态电容以及频率响应等,还给出了简便的四相移相电路,计算了移相电路对频响的影响,从而得到了较完整的四相换能器的设计理论。 用等指长不加权的四相换能器得到了插入损耗小于0.72dB的滤波器,在仪器分度为0.1dB的仪器上观察不到带内波纹。实测频响与理论频响符合良好。     

声表面波单指无内反射叉指换能器

在陈-Haus^[1]理论的基础上,本文首先从实验上研究了YZ-LiNbO₃上的短路金反射栅及ST-X石英上的沟槽填铝短路反射栅的反射特性,证明了这两种结构存在异常反射现象。同时,在实验中发现YZ-LiNbO₃上的短路金反射栅存在用改变栅条厚度无法消除的残余反射现象。我们将陈-Haus理论开拓到各向异性晶体的实际情况,从理论上解释了这一现象。
进而从耦合模理论出发讨论了叉指换能器的反射理论。在此基础上,本文着重从理论和实验上提出了利用异常反射现象实现单指无内反射换能器结构,具体分析和实现了两种无内反射叉指换能器结构:YZ-LiNbO₃上的金单指结构和ST-X石英上的沟槽填铝单指结构。在YZ-LiNbO₃上做出相对带宽14%,带内畸变小于±1dB的带通滤波器。与通常铝单指结构滤波器相比,带内畸变减小近10dB。在ST-X石英上做出了相对带宽0.9%,带内响应与理论设计要求完全相同的带通滤波器,而用通常铝单指结构,则滤波器的带内畸变将达到8dB。     

压电晶体-液体-固体声波导中叉指换能器对导波的激发研究

本文对压电晶体－液体－各向同性固体结构的声波导中叉指换能器所激发的导波进行了理论研究和数值分析,给出了导波的相速度、叉指换能器激发导波的机电耦合系数与液体层归一化厚度、晶体取向之间的关系曲线,同时,还探讨了声波导中的位移场和电势场分布。     

偶极声波换能器振动特性计算

利用ANSYS有限元软件计算了声波测井中使用的偶极子换能器在不同机械边界条件下的振动模态和频率响应。计算结果显示,偶极子换能器在一定的频率范围内有多个振动模态,不同的机械边界条件不仅影响振动模态的个数而且还影响同一振动模态的谐振频率;从频率响应曲线上还可以看出此结构的偶极子换能器在做弯曲振动时的频带较窄,这对在不同地层井眼中进行的偶极子声波测井非常不利。通过多个不同主频的偶极子换能器组合工作可以从根本上拓宽偶极声波换能器的频带宽度。     

表面约束稳态装置中高频离子声波的激发特性

高频离子声波由于Landau阻尼很大,一般难以激发。本文研究了表面约束稳态装置上高频离子声波的激发特性。实验表明,仔细控制放电参数可以激发起纯离子声波,密度涨落n/n_o最大可以达到7.5％。     

在YZ—LiNbO_3金属化表面上弧形叉指换能器激励的声表面波聚焦

一、引 言 近年来,声表面波卷积器因其高速信号处理能力而引人注意。其中利用材料非线性效应作成的弹性卷积器,因其结构简单、造价低廉而尤其受人重视。然而,由于弹性非线性系数比较小,因而通常要用大孔径叉指换能器来激励宽的声束,而后设法压缩束宽,使得互作用区内有高的声强。从弹性卷积器的要求来看,考虑压缩效果的指标主要是:在尽量小的距离内达     

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。     

线性调频叉指换能器辐射声功率流的不对称分配

利用声波引起的光衍射现象检测叉指换能器激发的声场分布的简单光探针技术,对YZ-LiNbO₃晶体表面几种不同参量的等指长线性调频叉指换能器向两端辐射声功率流的不对称分配进行了实验研究。并利用Smith等效电路模型,考虑叉指电极引起表面阻抗不连续而产生的指间多次反射效应,对上述问题进行了数值计算。实验测量和理论计算的结果基本上符合,并由此得出了几点简单的结论。同时也提出了值得进一步深入研究和改进的问题。     

利用准谐频叉指换能器实现GHz高频SAW滤波器

本文利用准谐频设计方法,在常规光刻工艺水平上,成功地实现了ＧＨＺ级声表面波（ＳＡＷ）器件,准谐频叉指换能器（ＱＨＩＤＴ）的优点为：其指条宽与指间隙可以比一般的单指换能器宽,克服了单指换能器内指间的多次反射,并且又较好地解决了普通谐频叉指换能器基频抑制不好的缺点,本文给出了制作在ＳＴ石英基片上,工作频率１１２８ＭＨＺ的声表面波滤波器的实验结果。     

一种新型声波换能器

声波测量法在工业检测方面已成为一种不可缺少的有效方法,近年来又在混凝土检测及工程测量方面发挥了大的作用.自70年代我国国产声波岩石参数测定仪制成以来,声测手段又成为了我国岩土力学研究中的有力武器. 但是,在岩土力学测试中,采用声测法往往不可避免地要遇到一些特殊困难,尤其是在一些特殊的场合下,利用传统方法根本无法进行.例如,需要测定试样在受压状态下的动泊松比时,必须同时分别测定出声波的纵波与横波在试样中的传播速度.如果测定对象是金属或岩石等具有较强弹性的介质时还比较好办,而当试样是土等塑性较强的多孔介质,或象冰等…     

脉冲激光在液体中激发的声波特性研究

理论上分析了脉冲激光在液体中产生的声波波阵面随光声源形状的变化,以及不同激发机制下光声脉冲波形的差别,并从实验中得出了脉冲CO2激光光声脉冲频谱特性.结果表明光声波波阵面为球面或柱面,热弹机制激发双极性的光声脉冲,汽化机制激发单极性的光声脉冲,CO2脉冲激光在水中激发的声波频谱峰值主要在100 kHz以下.通过选择光声源的形状和激发机制可以获得所需的光声信号.     

超声换能器表面的振动状态

从超声波在波密介质和波疏介质之间的传播以及诱发共振发射超声波的角度,讨论了空气中超声声速测量实验所用超声换能器的表面振动状态.理论分析及实验测量结果表明:超声换能器表面振动状态与其结构有关,超声接收器表面位移振幅一般不为零.     

结构参数对偶极声波换能器谐振频率的影响

偶极横波远探测技术在我国复杂地质结的构油气勘探中具有十分广阔的应用前景。换能器的工作频率直接影响声波测井的探测深度。本文对正交偶极声波测井换能器弯曲模态的谐振频率进行了解析计算,并利用有限元方法研究了其结构参数对谐振频率的影响。计算结果表明:当压电陶瓷片的长度增加时,换能器一阶谐振频率先降低后升高,三阶谐振频率先升高再降低之后又上升;当金属基片厚度增加时,换能器一阶与三阶谐振频率均升高;当压电陶瓷片厚度增加时,换能器谐振频率的变化方向与幅度还与压电陶瓷片长度等其他参数相关,有可能升高或降低。     

叉指电光布拉格衍射光栅分析

叉指电光布拉格衍射光栅能够用于制作集成光学器件。将点匹配法扩展应用于又指电光布拉格衍射光栅分析,将光栅各区域的势函数表示为该区域中满足拉普拉斯方程的一系列基函数的级数,匹配边界上有限个点的边界条件以确定出级数项的系数,从而得到叉指电傲电场分布的解析表达式,在此基础上得到了叉指电光布拉格衍射光栅的一些重要的光学与电学特性参量。将分析结果与测量值进行了对比,发现二者十分吻合。所提出的分析方法简便快捷、精度高,所导出的电场分布的解析表达式和分析结果对叉指电光衍射光栅的优化设计具有重要的意义。     

表面声波传感器及其应用

本文简要介绍多种表面声波传感器的结构、特点、应用及其研究进展概况。表面声波传感器依其波型分类,主要包括瑞利波、水平切变声板波、乐甫波和兰姆波传感器;其应用领域根据作用特点大致可分为物理传感器和化学、生物传感器,前者较易实现,后者特异性强,需要针对具体情况作更细致研究。由于表面声波的传播速度和相位对周围环境的参量变化极为敏感,因此有关传感器具有很高的灵敏度和广泛的应用领域。     

点源和超声楔形换能器激发的兰姆波

本文分析了在无限大各向同性均匀弹性板表面法向点力激发的兰姆波.给出超声楔形换能器的兰姆波指向性图案公式,对部份推导结果作了实验验证.