声表面波陀螺光读出的优化设计

分析旋转介质中的声表面波(SAW)陀螺效应,推导了角速度与声波波速的关系,并讨论声光耦合波方程。将角速度与波速变化的关系式代入声光衍射效率公式,得出声光耦合情况下角速度与衍射效率公式的关系式,依据此关系对声光陀螺结构进行优化设计。优化设计表明,对于耦合效率大的铌酸锂晶体在光波损耗不大时其X切Y传,Z切Y传具有最大的刻度因子,在此结构下其精度为2.06°/h,比单一的SAW陀螺提高2个数量等级。     

石英晶体上的声表面波陀螺效应

声表面波(SAW)传感器作为一种新型传感器具有许多突出的优点,其中以测量角速度为目的的SAW陀螺是其潜在应用之一。但目前对SAW陀螺的研究局限于试验研究和简单的理论分析。基于以上研究背景,以附加陀螺效应的各向异性压电介质波动方程为基础,定量分析了X切、Y切、Z切石英的SAW陀螺效应,确定了石英晶体X切(90°,90°,130°)、Y切(0°,90°,45°)、Z切(0°,0°,25°)等敏感切向,为SAW陀螺的进一步研究提供了理论指导。     

声表面波速度的计算

石英和铌酸锂晶体具有优良的压电性能,常用来制作声表面波(SAW)器件(如延迟线、滤波器、振荡器、卷积器、声光器件等)的基底.该文推导表面波晶体声学基本方程和表面波力学边界条件方程,使用一种新的计算表面波声速的循环迭代法,分别对石英、铌酸锂2种晶体,在最佳的退耦声弧矢面,即yz平面内,系统计算沿不同方向的声表面波速度,并绘制出倒速度曲线.     

42°Y钽酸锂晶体生长及性能研究

钽酸锂晶体具有优异的压电性能,是声表面波(SAW)滤波器广泛使用的衬底材料。该文采用自主研制的提拉单晶炉,成功生长出4英寸、42°Y方向、外观完整的钽酸锂晶体。经可见及近红外分光光度计测试,晶体透过率接近80%;经X线摇摆测试,其半高全峰宽(FWHM)为28.4″,单晶性较好;采用差热分析仪对生长的晶体头尾进行居里温度测试,居里温度偏差为4.4 ℃。声表面波性能测试结果表明,钽酸锂晶体的声表面波速度、机电耦合系数和频率温度系数等指标均满足SAW滤波器的使用要求。     

抽指延迟线型声表面波温度传感器

介绍一种在128°转Y-Z铌酸锂压电晶体材料上研制的新型温度传感器的原理、设计、制造及其特性.与一般温度传感器输出的量是模拟量所不同的.它的输出是频率数字量,故具有很高的灵敏度、分辨率.也可实现与计算机的直接连接,实验结果表明:用抽指型延迟线振荡器研制的声表面波(SAW)温度传感器的灵敏度为—6kHz/C,且具有好的线性.适用于高精度检测.     

温度补偿的延迟线型SAW应变传感器

声表面波(SAW)延迟线作为传感器可对传感器进行编码,从而实现多点分布式测量,因而受到广泛研究.该文采用128°Y-X切向LiNbO3作为压电基底,制备了不同对数的叉指换能器(IDT)的SAW延迟线,并研究了其应变特性.研究结果表明,IDT对数为10对、20对、30对时,SAW延迟线应变灵敏度分别为1.7275 ps/...     

高频声表面波器件用压电晶圆清洗技术研究

论述了低浓度碱性过氧化氢清洗液兆声清洗钽酸锂、铌酸锂和水晶等压电晶圆的工艺技术。在保持压电晶圆特性的前提下,该技术可有效去除晶圆表面小于0.2 μm的附着颗粒,使其表面洁净度满足亚微米线宽高频声表面波（SAW）器件生产要求,同时降低了化学品、去离子水的消耗量及对环境的污染。     

温度效应对声表面波传播的影响

通过引入材料的高阶热膨胀系数和高阶热弹性系数,对半无限大石英晶体内声表面波的传播方程进行了求解,得到了不同温度下的声表面波波速.计算结果表明,温度变化对AT切和ST切石英晶体的声表面波波速有显著影响.最后分析了ST切石英晶体的声表面波的温频特性,结果表明,由温度变化引起的频率漂移很明显.     

用改进双延迟线法测量SAW相速度

双延迟线法是测量声表面波(SAW)速度的一种优秀方法,其样品制备工艺成熟,测量和数据处理简单.从原理上消除了换能器的影响,能达到很高精度.主要测量误差源有中心频率和距离的测量误差两个.对此提出了两项改进措施,即对幅频响应数据进行数字滤波后再做插值,以减小中心频率的测量误差;结合光学显微镜大视野和扫描电子显微镜(SEM)高精度的优点,提高距离测量精度.在128°Y-X铌酸锂基片上进行了实验,测量精度达到数米每秒.     

铟掺入对铌镁酸铅钛酸铅单晶声表面波的影响

近十几年,新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅受到广泛关注。但温度稳定性稍差限制了其应用范围。为了进一步改善铌镁酸铅-钛酸铅单晶的声表面波性能,文章利用部分波法研究了铟元素掺入对铌镁酸铅-钛酸铅晶体声表面波性能的影响。结果表明,铟的掺入在提高晶体稳定性的同时,部分减低了晶体的声表面波机电耦合系数,略提高了晶体的声表面波相速度,减小了能流角。综合来看,其机电耦合系数仍明显高于传统压电材料,而声表面波相速度则明显低于传统压电材料。这有利于增加声表面波器件的带宽并减小器件尺寸。因此铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅单晶具有较优异的声表面波性能和较好的温度稳定性。     

La3Ga5SiO4中声表面波传播的温度特性研究

硅酸镓镧(LGS)是一种新型压电材料．通过对LGS的温度稳定性和在几个优化切向上声表面波传播特性与温度的关系计算分析表明，LGS较之传统的压电材料具有较好的温度稳定性；声表面波波速在优化切向上随着温度的升高而减小，机电耦合系数及频率延迟系数TCF值呈抛物线增长．束偏向角线性增长。     

静电场对压电薄膜中声表面波传播的影响

该文介绍了声表面波(SAW)在压电薄膜中传播时静电场的影响机理。首先给出了静电场作用下压电薄膜中的初始应力和初始电位移,然后通过求解含有初始应力和初始电位移的压电介质耦合波动方程,得到SAW在静电场影响下的相速度变化和频散曲线,最后仿真分析了ZnO和AlN两种压电薄膜材料中SAW的传播特性。结果表明,SAW的相速度与静电场成正比,与波数成反比。     

声表面波陀螺仪研究进展

高精度的惯性导航系统是水下航行器顺利完成水下作业的关键之一,陀螺仪作为一种重要的惯性敏感元件,是构成惯性导航系统的基础核心器件。基于声表面波陀螺效应的新型陀螺仪具有优良的抗振能力、良好的可靠性与稳定性等特点而引起人们的浓厚兴趣,在大冲击等恶劣环境具有良好的应用前景。本文对声表面波陀螺仪的研究进展进行回顾,特别介绍了一种设置金属点阵的陀螺效应增强模式SAW陀螺仪。该结构由在同一压电晶体上反向设置的两个SAW传感器件构成,在其叉指换能器中间分布有金属点阵。结合层状介质中声波传输特性的研究方法对压电晶体及金属点阵参数对传感器响应特性的影响进行建模分析,设计并实验研制了工作频率为30MHz、80MHz及95MHz的SAW陀螺仪。实验结果表明,该结构陀螺仪实现了良好的温度补偿特性,并通过在SAW传播路径上合理设置的金属点阵,大幅提升了传感器的检测灵敏度。      

双通道声表面波转速传感器

以声表面波中的陀螺效应为理论基础,通过数值计算获得了LiNbO3基底上声表面波波速随基底转动速率的变化,以此为依据设计了一种双通道声表面波转速敏感结构,制作出双通道声表面波转速传感器。通过实验,该传感器的分辨率为12Hz/r.s-1。     

IDT/AlN/LiNbO3结构声表面波滤波器模拟和分析

研究了IDT/AlN/LiNbO3结构声表面波滤波器的频散特性,发现了高机电耦合系数(>18%),高声速(>10 km/s)的纵向假声表面波模式。对研究得到的二次模进行了归一化插入损耗频率响应的模拟,其结果与文献报道的实验结果基本一致。     

薄膜声表面波器件的制备研究进展

介绍了薄膜声表面波器件的发展历史和特点,以及压电薄膜声表面波器件近年来国际上的研究进展,包括理论研究与实验进展的一些概况,并展望了其今后的发展趋势。     

声光可调谐滤波器中声波导的制作及性能测试

以LiNbO3晶体为基底,SiO2/In2O3为镀膜材料,设计并制作了用于准共线型声光可调谐滤波器(AOTF)的声波导及其叉指换能器(IDT),研究了制作工艺,实验测量了该声波导的传输性能。实验结果表明:在未加声吸收胶的声波导中,声表面波(SAW)来回反射,形成驻波,使能量叠加,影响了传输;而在加了声吸收胶的声波导中,SAW具有良好的传输特性,即射频频率在165~185MHz时,声波导传输的效率达到最高,符合AOTF滤波的中心频率范围。测试结果表明:该声波导能够满足声光滤波的要求,而且制作工艺简单、设计灵活,性能更高。     

Radiation conductance of SSBW IDT on rotated Y-cuts of LiNbO3

The letter deals with radiation conductance of an interdigital transducer (IDT) for surface skimming bulk waves (SSBWs) on 41°- and 64°-rotated Y-cuts of LiNbO3. The radiation conductance was estimated theoretically by two methods and was compared with experimental results. The frequency response of SSBW IDTs on these cuts of LiNbO3 is similar to that of a conventional surface acoustic wave transducer, but markedly different from the response obtained when launching SSBWs from an IDT on rotated Y-cuts of quartz.     

SAW射频识别系统中无源标签的小型化设计

SAW RFID已被广泛认定为第二代RFID技术。但是,由于受标签尺寸的限制,声表面波标签还不能应用于零售等小物品的识别上。为了减小声表面波标签的整体尺寸,本文仿真模拟了压电基底为不同晶体以及相同晶体不同切向时声表面波的性质,为选择高频率稳定性和高能量转换效率的基底材料提供了依据。高的频率稳定性和能量转换效率,可以使声表面波标签具有更加紧凑的结构,进而减小压电基片的尺寸。设计了一款小型化贴片天线,测量验证了这款小型化天线完全满足声表面波射频识别的需要。     

基于Hamming函数变迹加权SAW温度传感器设计

选取特定切向的压电晶体,用Hamming函数对叉指换能器的电极长度进行变迹加权,制作了一个谐振频率为431.5 MHz的声表面波温度传感器,研究了Hamming加权函数对叉指换能器频率响应旁瓣的抑制效果,并进行了温度-频率特性测试实验,研究了传感器的灵敏度、精度等性能.仿真和测试结果表明:基于Hamming函数变迹加权...