36°YX-LiTaO_3/SiO_2结构Love波气体传感器研究

该文研究了一种覆盖六氟-2-羟基异丙基聚硅氧烷(SXFA)敏感膜,并针对有机磷化学物检测的新型Love波传感器,采用36°YX-LiTaO3与SiO2分别作为Love波延迟线器件的压电基底与波导层材料。将所研制的Love波器件作为差分振荡器的频率控制单元,结合SXFA敏感膜,开展了针对甲基磷酸二甲(DMMP)的气体传感实验,分析了不同波导层膜厚对Love波传感器气体响应的影响,并与传统瑞利型声表面波模式的气体传感器性能进行了对比,实验结果显示,Love波模式传感器表现出高灵敏度特性。     

一种新型SH波传播特性研究

1.引言 Michio Kadota等于2001年首次提出了一种在 ST-90°X石英基片上利用重金属制成的叉指换能器与反射栅而激发的一种新型剪切(SH)波.这种波具有较大的机电耦合系数和反射系数,良好的频率温度特性.Michio Kadota等人已经将这种SH波应用于实现一种小型化的谐振器式滤波器[1][2] [3],取得了好的实际效果.Michio Kadota等人是利用Campbell的方法对这种波的传播特性即传播速度以及机电耦合系数来进行分析与求解的[4],这种方法比较烦琐,也不利于进一步扩展其应用,研究其特性.本文利用层状介质中波的传播的方法求解[5],求解过程简单准确.本文给出了求解的过程以及计算结果,并与前人的计算结果进行了对比,结果表明了其较好的一致性.     

宽带声表面波滤波器的匹配电路设计

1引言 近年来,无线通讯的发展高速发展对声表面波滤波器指标提出了越来越高的要求,诸如:体积、插入损耗、带内波纹等.与之相适应,声表面波器件涌现了多种创新性的结构,其中部分结构,例如单向单相结构,需要进行外围电路的匹配才能达到理想的设计结果.通常实验室的匹配是利用网络分析仪,通过改变匹配元件来实现.对于窄带滤波器,由于只需要对较窄的带宽进行匹配,采用上述方法能够匹配.但是对于宽带滤波器,为同时达到带内平坦,插入损耗小,这种实验的方法就很烦琐了.本文根据Smith圆图,选取匹配网络结构.并且通过自编软件(包括数据读取、转化、匹配)可以模拟硬件微调,快速得出了匹配参数.     

涂覆聚合物膜的Love波传播特性

该文计算了涂覆聚合物膜的 Love 波传感器波速和波导层相对膜厚的关系,并进行了实验验证。Love 波器件以ST-90°X石英晶体为基片,在基片表面镀一层不同膜厚的聚乙烯醇(PVA)膜作为波导层兼吸湿层。采用网络分析仪测量了相对湿度35%左右器件的工作频率和插入损耗分别随膜厚的变化,算出 Love 波波速和 PVA 相对膜厚的关系,当PVA膜厚度从0增大到波长的5%时,Love波速度由约4 992 m/s降低到4 840 m/s,和理论计算结果一致。     

低损耗梳状声表面波延迟线的耦合模分析

梳状换能器可看成若干叉指单元电端并联,声端首尾串联而成的网络,采用单向结构可降低采用这种结构的声表面波延迟线的损耗。根据耦合模(COM)理论推导出整个换能器的混合矩阵(P矩阵)并结合等效电路模型得到了整个延迟线二端网络的导纳矩阵以及延迟线的幅频及相频响应。本方法能模拟指间反射、三次行程、指条寄生阻抗以及外围电路对器件的影响;理论模拟与实验结构吻合。     

声表面波陷波器与纵向耦合结构相结合

为了消除声表面波纵向耦合谐振式滤波器高端带外邻近通带处的肩膀,该文提出将纵向耦合谐振式滤波器与声表面波陷波器相结合,用来改善其近阻带抑制。文中给出了理论模拟及实验结果。实验结果与理论模拟基本一致,验证了方案的可行性。     

表面横波生物传感器的灵敏度分析

分析了延迟线型表面横波(STW)生物传感器的灵敏度与栅阵材料、厚度的关系.给出了计算栅阵对表面横波束缚能力的方法,由STW的束缚能力可以直接得到传感器的灵敏度.从Auld微扰理论出发推导出表面横波传感器灵敏度的表达式.根据上述理论分析,以AT切割压电石英基片为例,分别计算金、银、铝三种栅阵材料在不同厚度时的传感器灵敏度,并给出对比分析结果.结果表明,在相同栅阵厚度时,采用金栅阵的传感器灵敏度最高,银次之,铝最小;传感器的灵敏度随着栅阵厚度的增加而增加.     

表面横波生物传感器的灵敏度分析

分析了延迟线型表面横波(STW)生物传感器的灵敏度与栅阵材料、厚度的关系。给出了计算栅阵对表面横波束缚能力的方法,由STW的束缚能力可以直接得到传感器的灵敏度。从Auld微扰理论出发推导出表面横波传感器灵敏度的表达式。根据上述理论分析,以AT切割压电石英基片为例,分别计算金、银、铝三种栅阵材料在不同厚度时的传感器灵敏度,并给出对比分析结果。结果表明,在相同栅阵厚度时,采用金栅阵的传感器灵敏度最高,银次之,铝最小;传感器的灵敏度随着栅阵厚度的增加而增加。     

声表面波射频标签的快速有限元/边界元分析

改进了漏波近似体波格林函数的快速有限元/边界元法,并应用该声表面波射频标签的分析.Peach提出漏波近似体波格林函数的理论但其方法需要经验公式计算漏波参数,该文提出了不需要经验公式的改进方法.该方法根据不同衰减的漏波在空间域不同分布的原理,在空间域格林函数中区分出各漏波的贡献,然后采用数学拟合提取出漏波参数,最后以128°YX-LiNbO3基片为例计算证实了该方法的有效性.采用改进的快速有限元/边界元分析一种声表面波射频标签器件,仿真与实验吻合证明了该方法的精确性.     

声表面波气体传感器研究进展

从机理模型构建、物理功能结构优化两方面出发对覆盖聚合物敏感膜的高性能声表面波(SAW)气体传感器技术进行了研究和探讨.实验研制了一种以具有高频率稳定性的声表面波延迟线型振荡器为传感元,结合六氟异丙醇基聚硅氧烷敏感膜的SAW传感器,开展了针对DMMP的检测实验,检测下限与检测灵敏度分别达到了0.04 mg/m3和485 Hz/mg/m3.