单晶LN BAW谐振器有限元仿真研究

利用离子注入剥离法(CIS)制备的铌酸锂(LN)压电薄膜可用于制备体声波(BAW)器件,近年来备受关注。滤波器的指标与谐振器的性能密切相关,但基于LN单晶薄膜的BAW谐振器,对其结构的仿真优化还未有较深入的报道。该文以LN单晶薄膜为核心压电层材料,构建了固态反射型(SMR)单晶薄膜谐振器有限元仿真模型,对其压电层厚度和布喇格反射层厚度进行了设计,并重点针对谐振器上电极的台阶结构进行了二维模型仿真,为高频LN BAW滤波器的制备提供了理论依据。     

单晶薄膜体声波谐振器频率温度特性研究

采用离子注入剥离法转移制备了43°Y 切铌酸锂(LiNbO3,LN)单晶压电薄膜材料,以SiO2/Mo作为声反射结构制备了固态声反射型薄膜体声波器件。谐振器工作频率约为3 GHz,LN薄膜等效机电耦合系数达到14.15%。对谐振器的频率温度特性进行了表征,结果表明,尽管LN单晶的频率温度系数为(-70~-90)×10-6/℃,但由于声反射结构中包含有正温度系数的SiO2层,谐振器的频率温度系数降至-18×10-6/℃,这表明固态声反射结构能够有效抑制单晶LN薄膜的温漂,获得低频率温度系数的谐振器器件。     

单晶铌酸锂薄膜的转移制备技术研究

以苯并环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)作为键合层,采用离子注入剥离技术制备了Y36切型的单晶铌酸锂薄膜材料。经过对BCB键合层的前烘时间和退火曲线进行系统的研究,克服了由于铌酸锂和BCB之间热膨胀系数不匹配所导致的铌酸锂薄膜开裂问题,获得了高质量的Y36切型单晶铌酸锂薄膜材料。此外,通过在晶圆键合之前预先制备图形化的金属层,获得了带有下电极功能层的单晶铌酸锂薄膜,可应用于薄膜体声波谐振器等具有金属-绝缘层-金属结构的器件。     

固态封装型的体声波谐振器的制备与性能分析

以Ti/Mo为布喇格反射层,在Mo底电极上沉积了高c轴择优取向的AlN薄膜,并采用微机电系统(MEMS)工艺制备了固态封装型体声波谐振器.用原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试了布喇格反射层的粗糙度和截面,用微波探针台和网络分析仪测试了以优化工艺参数条件制备的谐振器(FBAR)的频率特性,得到谐振器的谐振频率为2.51 GHz,有效机电耦合系数为3.89%,串并联品质因数为134.2和97.8.     

基于X-LiNbO3/SiO2/Si低温漂、大机电耦合SH-SAW谐振器的设计

铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k² eff＞30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN 的频率温度系数较大(TCF ＞ -50×10^-6/℃),这不仅会降低滤波器的可用有效带宽,同时也会限制器件的功率处理能力。采用3D周期有限元模型对基于X 切LN/SiO₂/Si结构SH 声表面波(SH-SAW)谐振器进行了优化研究。研究结果表明,当SH-SAW 传播角ψ=-10°~-20°、LN和SiO₂ 膜厚分别为hLN=0.1λ 和h_SiO2 =0.2λ(λ 为叉指换能器周期)、铝电极金属化率η=0.4、电极相对厚度h_Al/λ=5%~10%时,SH-SAW 谐振器的 k² eff 约为30%,且其TCF＜-20×10^-6/℃,有望用于开发新一代的低温漂、超宽带5G SAW 滤波器。     

毫米波多内导体布喇格结构电磁特性研究

基于多模耦合理论,利用三维电磁仿真软件CST对毫米波双内导体和三内导体布喇格结构电磁特性分别进行了比较研究。结果表明：双内导体布喇格结构相比同轴布喇格结构可以抑制竞争模式,反射率稳定并接近1,对称性结构电磁特性优于非对称性结构;随着内导体距离同轴轴心距离的增大,双内导体布喇格结构频率响应带宽变宽,且当内导体距离同轴轴心距离较远时,带宽变宽趋势明显,而反射率值趋于稳定;对于三内导体布喇格结构,随着内导体距离同轴轴心距离的增大,频率响应带宽变窄,且当内导体距离同轴轴心距离较近时,带宽变宽趋势明显。因此,可根据实际需要恰当选择毫米波多内导体布喇格结构参数,拓宽其作为反射器或者滤波器的性能,提高模式的选择性及模式的纯度,改善布喇格结构的性能。     

ZnO单晶薄膜高频声光布喇格偏转器

本文叙述用ZnO膜制作声光布喇格偏转器。单晶ZnO膜是用RF磁控溅射法生长在兰宝石基片上,测得了对波长为0.63μm制导激光束的衰减约1.2dB/cm和对SAW一阶高次模(1st)的机电耦合系数k~2约4％。利用ZnO膜的这些优良特性实现了频率为1GHz SAW输入功率为1W的、衍射效率为50％的声光布喇格偏转器。适当设计叉指换能器(IDT)就能够使这种声光偏转器实现宽带声光布喇格偏转器。     

LiNbO_3单晶薄膜体声波谐振器的研制

该文介绍了一种采用智能截割(Smart Cut~(TM))技术制备的单晶铌酸锂(LiNbO_3)薄膜体声波谐振器。采用COMSOL有限元仿真软件从材料和结构两方面对LiNbO_3薄膜体声波谐振器进行优化设计,以实现高机电耦合系数,并通过Smart Cut~(TM)工艺方法制备了高性能Z切-LiNbO_3单晶薄膜作为谐振器的压电层,最终得到LiNbO_3薄膜体声波谐振器的谐振频率为3 847.5 MHz,反谐振频率为3 986.25 MHz,插入损耗为1.81 dB,谐振器有效机电耦合系数达到8.3%。     

KNbO_3单晶在器件上的应用

对于 KNb O3(KN )单晶的压电特性 ,Zgonik已求出了它所有的材料系数 ,但尚未在器件上应用。关于 KN的 SAW传播特性 ,山之内等人以 Zgonik的数据为基础进行了理论分析 ,并做了在 KN基片上形成梳状电极的实验。结果 ,在 θ=0°,即 Y切 X传时获得了高达 0 .5 3的机电耦合系数 ,约是 L i Nb O3的 10倍。而 k2 越大 ,制成滤波器的带宽越宽。山之内的计算还表明 ,使用 KN晶体有可能获得 40 %的相对带宽。另外 ,该单晶在室温附近还显示了频率温度特性几乎为零的切向。这表明 ,KN单晶可制成迄今性能最好的 SAW器件。中村等人还计算了在体…     

光纤耦合声光调制器键合膜系设计与制备

为了实现超高速的声光调制,该文提出了一种光纤耦合声光调制器键合膜系的设计与仿真方法。利用该方法设计并制作了一款工作频率为200 MHz、10 ns光脉冲上升时间的光纤耦合声光调制器。器件采用TeO2作为声光介质,36°Y 切LiNbO3作为压电换能器晶片,衬底层采用高纯度Cr,键合层为高纯度Au,结果表明器件性能测试良好。     

激光晶体的研究和发展动向

激光晶体的研究领域当前又重新显现出空前活跃景象。就其发展方向可归结为ＬＤ泵浦激光晶体的探索，以及新波长激光材料和可调谐激光晶体的研究。扼要论述了近年来激光晶体的研究现状与发展方向。     

光响应液晶嵌段共聚物研究进展

光响应液晶嵌段共聚物综合了光响应性液晶和嵌段聚合物两类材料的优异特性,是一种多功能性的新型材料。其中以偶氮苯为代表的光响应基团作为液晶基元的嵌段共聚物是其目前研究的主体。本文对光响应液晶材料和嵌段聚合物分别做了简要介绍,阐述了它们各自的优势和特点。对于光响应液晶嵌段共聚物的光响应机理、相分离过程和有序化调控手段进行了重点探讨。在此基础上,介绍了其在光子学、有机纳米模板和聚合物胶束等方面的研究进展。     

Nd∶GdVO_4晶体的生长与性能

报道了在Ｎ２＋Ｈｅ（３０％～５０％Ｖｏｌ）气氛中用提拉法成功地生长了Ｎｄ∶ＧｄＶＯ４晶体。激光实验中，ＬＤ泵浦功率为３５０ｍＷ，采用端泵方式获得波长为１０６０ｎｍ的激光输出，ＴＥＭ００基模方式运行，阈值泵浦功率为９５ｍＷ，输出功率为１３ｍＷ，斜效率为５％。     

Na_5Tb(WO_4)_4晶体的光谱特性研究

A_5Re(WO_4)_4(A为碱金属,Re为稀土元素)是一类高稀土浓度、低猝灭、高效基质发光材料,由于发光中心浓度高,有可能成为优良的激光材料。 本工作是在已有工作的基础上,继续研究不同稀土元素的Na_5Re(WO_4)_4晶体的光谱特性,旨在寻找更优良的发光晶体,为进一步研究它们的激光性能做准备。     

自动加料单晶炉的设计与研究

由于传统的晶体生长设备不具备加料功能,在晶体生长过程中无法进行原料补充,所以最终的晶体尺寸通常受制于坩埚和设备大小。而更大尺寸的坩埚和设备成本高,这制约了大尺寸晶体的研究和发展。该文设计了一种自动加料系统,可根据已生长的晶体质量向坩埚内补充同等质量的原料,确保坩埚内固 液界面保持不变,从而实现小坩埚生长大尺寸晶体的目标,提高了设备利用率,节约了能源,降低了生产成本,促进了大尺寸晶体的发展。     

液晶把世界显示得缤纷多彩

回顾液晶科学和液晶显示技术的发展历程,盘点液晶科学和液晶显示产业的辉煌成就,列数为液晶科学和液晶显示产业做出贡献的国内外液晶领域科学家,赞叹液晶把世界显示得缤纷多彩,介绍《现代显示》杂志和河北工业大学应用物理系为中国液晶显示事业所尽的微薄贡献。     

光子晶体光纤的非线性特性研究

较全面地介绍了有关光子晶体光纤非线性特性最新的理论和实验进展,其中包括关于两种基本类型的光子晶体光纤非线性特性的各种实验现象及理论分析,并探讨了基于非线性特性的全光纤器件的广阔应用前景。     

基于材料填充的可调光子晶体光纤器件

详细阐述了最近几年基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的研究进展,以及发展可调光子晶体器件的重要意义。并根据调制方法的不同,进行了归类介绍：热调器件,电调器件,光调器件。对基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的前景进行了展望。     

Nd：MgO：LiNbO3晶体的生长技术及应用

本文报导生长Nd:MgO:LiNbO_3晶体的工艺条件及在法国的应用,测试了晶体的吸收光谱及荧光光谱,实现了晶体具有低阈值、高斜率效率的连续激光输出及锁模调制等激光特性。此晶体已为法国用于制得波导激光器、波导放大器和FM锁模波导激光器。     

新型压电晶体Al_（1－x）Ga_xPO_4的研究

我们用缓慢升温法首次成功地研制出非铁电性的二元系压电晶体Ａｌ＿（０．８８）Ｇａ＿（０．１２）ＰＯ＿４。利用原子光谱吸收、卢瑟福背散射及Ｘ射线粉末衍射对其组分及其结构进行了测定。