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...     

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.     

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.     

奇妙的晶体——中红外非线性光学晶体

1960年,世界上第一台红宝石(Cr^3+:Al2O3)激光器诞生。1961年,Franken等首次发现激光通过石英晶体时会产生倍频现象,随后科学家们又陆续发现激光在通过某些特定晶体时会产生倍频、和频、差频、混频与光参量振荡等光学变频现象,这些晶体被称为非线性光学晶体。     

中红外非线性光学晶体的研究进展

本文综述了几种重要的中红外非线性光学晶体的研究进展,分别详细介绍了各自的结构特点、非线性性能以及他们在频率变换方面的重要应用.提出了在中红外非线性光学晶体生长中遇到的困难,并探讨了解决问题的途径.认为生长性能优异、足够尺寸的红外非线性光学晶体具有非常重要的应用价值,并对中红外非线性光学晶体的研究进行了展望.     

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.     

非线性晶体应用于中长波红外固体激光器的研究进展

中波红外3～5μm波段以及长波红外8～12μm波段的激光处于大气传输窗口,在激光成像、环境监测、激光雷达、激光医疗、化学遥感和红外对抗等领域有着非常广阔的应用前景。基于非线性光学晶体,采用光学非线性频率变换技术在实现中长波红外固体激光输出方面具有明显的技术优势。该方法激光器结构简单,且晶体本身并不参与能量交换,因而没有量子亏损,从而产热很少。同时具有单色性好、宽调谐、高功率等优点。本文针对常用以及新型非线性光学晶体,对其应用于中长波红外固体激光器的研究进展做了详细的总结。     

紫外非线性光学晶体三硼酸铯的生长和性能

采用泡生法和提拉法生长出三硼酸铯(化学式CsB3O5,简称CBO)晶体,研究了晶体生长工艺条件及晶体生长形态.泡生法生长的CBO晶体的尺寸为40mm×25mm×25mm;生长过程中晶体转速为10～20r/min,降温速率为0.1～0.2℃/d.用提拉法生长出20mm×30mm的CBO晶体;生长过程中液面温度梯度为60℃/cm,提拉速度为8mm/d.在生长过程中Cs2O的挥发速度大于B2O3的挥发速度.CBO单晶的晶面由[011]斜方柱和[010]斜方柱单形组成,属于[011]单形是4个较大的面,属于[101]单形是4个较小的三角形晶面.CBO在紫外波段具有较大的有效非线性光学系数.利用CBO进行Nd∶YAG激光和频获得了高转换率的波长355nm及266nm相干光输出.     

非线性光学晶体丁二酸锌的生长研究

本文报道了一种金属有机配位聚合物非线性光学晶体--丁二酸锌Zn(C4H4O4)大尺寸单晶生长.通过恒温蒸发法生长出尺寸为7 mm×8 mm×2 mm 的单晶.测定了它在水中溶解度-温度曲线.通过水溶液红外光谱阐明了不同pH值时溶液中各种粒子的浓度分布.借助红外光谱研究了pH值、温度等对晶体生长的影响.Kurtz粉末倍频效应测定证实了丁二酸锌具有非线性光学性能,其倍频强度是KDP的6.5倍.     

System of Mathematical Models for the Analysis of Industrial FZ-Si-Crystal Growth Processes

A system of coupled mathematical models and the corresponding program package is developed to study the interface shape, heat transfer, thermal stresses, fluid flow as well as the transient dopant segregation in the floating zone (FZ) growth of large silicon crystals (diameter more than 100mm) grown by the needle-eye technique. The floating zone method with needle-eye technique is used to produce high-purity silicon single crystals for semiconductor devices to overcome the problems resulting from the use of crucibles. The high frequency electric current induced by the pancake induction coil, the temperature gradients and the feed/crystal rotation determine the free surface shape of the molten zone and cause the fluid motion. The quality of the growing crystal depends on the shape of the growth interface, the temperature gradients and corresponding thermal stresses in the single crystal, the fluid flow, and especially on the dopant segregation near the growth interface. From the calculated transient dopant concentration fields in the molten zone the macroscopic and microscopic resistivity distribution in the single crystal is derived. The numerical results of the resistivity distributions are compared with the resistivity distributions measured in the grown crystal.     

Bridgman法晶体生长的瞬态数值模拟

采用变形有限元法对坩埚下降法晶体生长过程进行了瞬态数值模拟.对随下降距离生长位置、生长速度、界面位置处的法线方向温度梯度和凹度的变化进行了分析说明,将生长过程划分为三个阶段.结果表明在整个生长过程中,晶体生长条件一直处于变化之中,因而晶体的质量也在整块晶体中呈现一定的波动性.     

二维压电声子晶体中声表面波的四阶散射矩阵理论

采用二维声子晶体四端口模型,提出了四阶散射矩阵理论描述二维声子晶体的方法.首先,考虑声子晶体在平面的二维特性,建立四端口的四阶散射矩阵.为了得到散射矩阵的参数,构建了叉指换能器中间放置声子晶体的器件模型,叉指换能器作为激发和接收端,声子晶体作为传输通道.然后,通过有限元软件计算出模型的电学参数,分别结合叉指换能器和声子晶体的混合矩阵(P矩阵)和四端散射矩阵,推导和计算出四阶散射矩阵的参数值.作为实例,128°YX铌酸锂基片上,制作了叉指换能器和圆柱孔声子晶体点阵,理论和实验上均得到反射、透射和散射系数,实验结果和理论计算结果较为吻合.     

单面柱局域共振声子晶体低频带隙特性分析及结构改进研究

基于有限元法对单面柱局域共振声子晶体进行带隙特性分析,研究了结构参数对该类型声子晶体的影响.结果表明:随着散射体高度的增加,单面柱声子晶体的第一完全带隙的起始频率逐渐降低,带宽逐渐增大;随着基板厚度的增大,单面柱声子晶体的起始频率逐渐升高,截止频率先增大后减小.并且在经典单面柱声子晶体的基础上,组合了两种新型的三组元单...     

方形晶格夹层板减振性能仿真与优化

采用显式有限元方法,以传输损耗系数(TLC)为评价指标,研究了以钢为边界、铜和硅橡胶交替填充的方形晶格夹层板的减振性能,分析了方形填充尺寸对结构减振性能的影响。首先建立方形晶格夹层板的有限元仿真模型,其次引入传输损耗系数作为目标函数,运用遗传算法对方形晶格夹层板的减振性能进行优化,针对不同应用场景,得到的优化结果表明方形晶格夹层板具有不同减振范围的可调谐性。最后分析优化后的拓扑结构在不同频率下的位移场,可以看出其仍是在局部共振机理作用下,表现出对低频弹性波的强衰减,为拓宽夹层板的低频减振性能与可制造性提供了新的设计思路。     

蓝宝石晶体纳米压入本构方程

应用有限元方法（FEM）结合神经网络优化及无量纲模型,建立了可统一描述蓝宝石不同晶面纳米压入行为的本构方程。采用纳米压痕方法对蓝宝石晶体的四个典型晶面（C、A、R、M）的表面微力学行为进行了研究,本构方程计算结果与实测结果对比表明：加载、卸载曲线均可由压入深度h的二次函数表达;加载曲线是压入面弹性模量E、屈服应力Y和加工硬化指数n的函数,卸载曲线则除此三个因素之外还与卸载位置（最大深度）h_max有关;对同一晶面而言,残余深度h_r正比于h_max,塑性功正比于h_max的三次方。结果还表明,对蓝宝石晶体这类难以应用常规力学性能试验研究手段的超硬高脆材料,利用本构方程结合纳米压痕试验,可以比较有效地获得其基本力学性能。     

Axial Solute Transport during Bridgman Growth of BiSbTe3‐Mixed Crystals ‐ a comparison of analytical and numerical results

2D/3D‐transient finite‐element computer simulations of heat and mass transport including convection have been performed for a Bridgman configuration close to real growth conditions. The results for the axial distribution of the excessive tellurium in BiSbTe₃ semiconductor crystals grown from the melt are compared with the predictions of analytical segregation models.It is shown that Favier's model can be successfully applied for quantitatively estimating model parameters of segregation. Finally, the transition from normal gravity to microgravity conditions is discussed.