单片硅酸镓镧晶体滤波器的研制

比较了几种压电晶体的物理性质,采用硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,LGS)晶体材料设计了一种6极点单片晶体滤波器.该滤波器中心频率为4.8 MHz,3 dB带宽20 kHz,工作温度范围为-55～125℃,体积仅32.2 mm×12.6 mm×8.5 mm.实验证明,LGS晶体温度性能好,机电耦合系数高,适合制作中等带宽的晶体滤波器,该研究填补了国内该领域的空白.     

高灵敏度硅酸镓镧声表面波压力传感器研究

为提高硅酸镓镧(LGS)声表面波(SAW)压力传感器的灵敏度,研究了一种采用点压式压力传递结构的SAW压力传感器。理论上采用压电微扰理论和有限元法结合,使用有限元法获得压力作用下LGS基片的应力、应变,并将该应力、应变量代入叠加偏载的电弹方程和一阶微扰方程,求得传感器的压力灵敏度。计算表明0~0.4 MPa压力范围内其归一化压力灵敏度为0.065×10-6/psi,与空腔结构LGS SAW压力传感器相比,该结构的灵敏度提高了约9倍。基于上述分析结构,制作了一种基于LGS(0°,138.5°,26.7°)的点压式压力传递结构的SAW传感器,实验结果和理论分析吻合。     

硅酸镓镧高温色散COM参数数据库建立

为了声表面波(SAW)器件设计的便捷和准确,该文利用耦合模(COM)模型在FEMSDA软件基础上添加了Mo、Pt、Ir 3种金属电极的材料参数,同时将硅酸镓镧(LGS)的材料参数随温度变化的关系式一起加入软件,以(0°,138.6°,26.7°)LGS压电基片为目标,建立了在700 K下不同金属、相对膜厚及占空比条件下的COM色散参数数据库。     

硅酸镓镧电光调Q的Ce:Nd:YAG-KTP高效光参变人眼安全激光器研究

在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中,用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)作为Q开关,采用场效应管快速Q开关驱动电路,实现了20Hz脉冲重复频率的稳定1.064μm基频激光输出,在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔,用KTP晶体进行光参变转换,基于Ⅱ类非临界相位匹配条件,实现了1.57μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57μm输出的影响,发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低,分析了效率降低的原因,给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线,测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点,在20Hz脉冲重复频率下,当1.064μm激光脉冲能量为220mJ时,1.57μm激光脉冲能量为109.3mJ,最高达到了近50%的光参变转换效率,脉冲宽度为4.3ns,束散角为8.1mrad,此时电抽运注入为11.3J,总电光效率为0.96%,进一步增大1.064μm激光能量时,光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%,结构紧凑,通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核,实现了工程化应用。     

LGS声表面波滤波器设计

本文设计了LGS声表面波滤波器（SAWF）,介绍其结构,计算了声表面波滤波器的频率响应特性,与石英进行比较。发现LGS声表面波滤波器比石英声表面波滤波器的插入损耗要小很多,是应用于小型化中频带宽滤波器的优选材料之一。     

确定BAW梯形滤波器阶数的方法

为确定体声波(BAW)梯形滤波器的阶数,使用仿真法研究了滤波器的带外抑制与并、串联薄膜体声波谐振器(FBAR)的电容比Cps和滤波器阶数N的关系。基于FBAR的Mason 解析电路模型构建了1~6阶BAW梯形滤波器,Cps取值为1~6,对1~6阶BAW梯形滤波器进行仿真,取滤波器的左带外抑制进行统计并绘制曲线图。此外,BAW梯形滤波器的阶数可包括半阶数,用同样仿真法改变阶数(N=1.5,…,5.5)对滤波器进行仿真。仿真结果表明,当Cps一定时,带外抑制基本随滤波器的阶数等量增加。当滤波器的阶数一定时,带外抑制随Cps的增加而增加。在优化设计时,并、串联FBAR谐振器区面积比(即Cps)一般设置为1~4,在此范围内滤波器阶数每增加一阶,带外抑制平均增加约10 dB;滤波器的阶数增加半阶时,带外抑制约增加整阶数的一半,即5 dB,而此时通带内的插损基本保持不变。故设计滤波器时,根据设计指标中的带外抑制可初步确定滤波器的阶数。     

IDT在YZ—LiNbO3基片上的体声波激励研究

具有广泛应用前景的声板波液体密度传感器采用了叉指换能器（ＩＤＴ）在基片上的体声波（ＢＡＷ）激励效应．文章针对常见的ＹＺ－ＬｉＮｂＯ３基片，研究ＩＤＴ激励ＢＡＷ的响应与激励频率之间的关系。压电基片表面的ＩＤＴ激励的ＢＡＷ在基片内来回反射，选择恰当的ＩＤＴ激励频率，可得到极大的ＢＡＷ响应。实验结果和理论分析表明，ＢＡＷ的极大响应与发射接收ＩＤＴ的间距、基片厚度和激励频率有确定关系。     

基片开槽抑制SAW滤波器体声波的工艺研究

当叉指换能器在基片上激励声表面波模式时，同时伴随着体声波的激励。文章根据叉指换能器的激励原理，采取对压电基片背面开槽抑制叉指换能器体声波进行了实验研究。分别在ST、LT、LN压电基片上背面开槽并制作了中心频率为28MHz、70MHz、71MHz、120MHz声表面波滤波器。实验观察了体声波的抑制情况，并得出了具体实验数据。     

BAW气流信息检测专用信号处理技术研究

研究了体声波(BAW)气流信息检测专用信号处理系统的3个关键技术。首先,改进了采用MOSFET驱动电路提供激励信号的方式,改善了抖动和拖尾现象;其次,设计了专用的匹配网络,实现了阻抗匹配、调谐和滤波;最后,设计和实现了3种测时算法,并通过实验比较了3种算法的优劣。     

BAW梯型滤波器带外抑制调节电感的优化方法

为了使用最小的电感改善体声波(BAW)梯型滤波器的带外抑制,提出了一种BAW梯型滤波器带外抑制调节电感的优化方法,该方法对电感值进行了两次连续优化。首先分析了电感改善BAW梯型滤波器带外抑制的原理、结合单个薄膜体声波谐振器(FBAR)的静态电容公式并推导并联FBAR支路串联一个电感的输入阻抗表达式,得到在FBAR谐振区面积较大的并联支路,比在其他支路串联电感,对滤波器带外抑制的改善程度较大、电感值较小,该步确定了电感的最佳位置,随之确定的电感值较小;在此基础上,通过使上述卓越的带外抑制性能退化到带外抑制指标附近,电感值进一步减小。通过以上两次连续优化,能迅速确定一个最小的电感值及所在位置。结合一个31/2阶BAW梯型滤波器,验证了该优化方法的有效性。     

压电石英体声波器件的应用特点及发展趋势

压电石英晶体具有高Q值和高稳定的性能,用它作成的体声波谱振器件有十分优良的稳定频率、选择频率和传感的功能,具有损耗低、体积小、寿命长和可靠性高的特点.广泛地应用于军、民用的各种电子装置中,是现代电子工程中不可缺少的关键元器件.文章综述性地介绍了各种体声波器件的应用特点及现代电子工程对其提出越来越高的要求;对当前国内外的技术水平、发展趋势及采用新技术的途径等均分别作了叙述.     

LGS压电晶体及其声表面波特性的理论分析

简要介绍了硅酸钾镧(LGS)压电晶体及其性能，从理论上分析了其X切、Y切和Z切的声表面波(SAW)特性，证实了LGS具有机电耦合系数高且存在能流角和温度延时系数为零的切向等优点。同时也验证了分析理论的正确性，为进一步研究其高温特性和优化切向奠定了可靠的理论基础。     

声表面波单指无内反射叉指换能器结构及其性能分析

根据我们以前的理论,本文提出了一些常用晶体的各种可能的单指无内反射叉指换能器结构,并分析了影响它们性能的几种因素。其中YZ—LiNbO_3,ST—X石英及X,112°YLiTaO_3上的金或金加铬单指结构存在某些缺点,用途受到较大限制,仅适用于带宽较宽及对中心频率准确度要求不太严格的场合。而上述三种基片上的沟槽填铝结构及Y128°LiNbO_3的铝和铝加铬单指结构是比较好的结构,具有比较广泛的用途。最后给出了我们在ST—X石英上用沟槽填铝单指结构研制的一种高带外抑制窄带滤波器的实验结果。     

高频医用超声换能器材料声匹配特性研究

医学超声成像的图像质量很大程度取决于超声换能器的特性。在换能器研制过程中,一项重要的任务是确定合适的匹配层材料及参数。为了满足高频超声换能器研制的需要,该文从理论及实验两方面研究了RTV615硅橡胶掺杂不同比例的氧化铝粉末后,所形成的复合材料的高频(20MHz)声学特性参数,包括声速、声阻抗、声衰减系数等。结果表明,RTV615硅橡胶中掺杂氧化铝的体积分数为7.93%时,所形成的复合材料在20 MHz频率条件下声阻抗值提高52.94%,达到1.56×106 Pa·s/m,具有最佳的声阻抗匹配特性。因此,通过优化掺杂比例可有效改进硅橡胶材料的高频声学性能。