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。     

钽酸锂晶体滤波器的离子束刻蚀技术研究

以钽酸锂晶体作为晶体滤波器压电材料。通过优化离子束刻蚀工艺参数,采用间歇式离子束刻蚀方法,解决了刻蚀区微裂纹工艺问题,使厚度为60μm钽酸锂晶片减薄至30μm。利用反台阶结构晶片制作出了中心频率为70MHz、3dB带宽为1 109kHz的高基频宽带钽酸锂晶体滤波器。     

声表滤波器热释电效应的研究

该文分析了热释电效应产生的机理,极化强度与温度变化的关系,进而分析了钽酸锂和铌酸锂的热释电效应,这两种材料是制作声表面波滤波器的基片材料。取3只128°铌酸锂白片样品数进行试验,当温度变化时,热释电效应引起静电放电一般约为6V,但有1只器件在温度变化到-50℃左右时,会出现振荡波形峰-峰值约在25V的最大波形,这些静电会对声表面波器件本身或后级电路造成严重影响。通过分析静电放电失效模式,提出了器件防静电的方法。最后,验证了声表面波滤波器使用还原基片用于防静电的方案。     

小型化宽带钽酸锂晶体滤波器

介绍比较了钽酸锂(LiTaO3,简称LT)晶体和其他几种常用压电体波材料的物理特性,并从电路结构设计、寄生和谐波抑制及温度性能等方面详细介绍了单片钽酸锂晶体滤波器的设计方法并根据该方案设计了一种11.2 MHz单片式晶体滤波器.结果表明,钽酸锂晶体能方便地实现相对带宽0.8%～4.0%、频率温度稳定性好、体积小的宽带晶体滤波器,具有广泛的应用价值.     

非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3 SAW基板

研究了非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3层状结构的延迟温度系数(TCD),并计算了该结构中声表面波(SAW)的其他重要特性,如声波模式和机电耦合系数(k2).非晶态TeO2薄膜作为一种新型具有负温度系数的材料,当将其沉积于具有正温度系数的36°Y-X LiTaO3上时,在膜厚仅为传统SiO2薄膜的1/3情况下就可实现零延迟温度系数.另外,该结构中被利用的1阶Love波模式很纯,没有和其他模式明显的耦合,而且其k2高达8.61%.故此结构是一种具有广泛应用前景的新型复合SAW应用材料.     

基于周期性极化钽酸锂晶体的连续激光倍频技术研究

针对连续激光倍频的需求,对比分析了周期性极化钽酸锂晶体和铌酸锂晶体的非线性光学特性,从技术研究角度确定了周期性极化钽酸锂晶体更适合用于连续激光倍频。依据非线性转换效率和晶体结构安装尺寸,确定了基频激光压缩及倍频激光准直的参数,从保证工程应用的角度选择了81μm极化周期的钽酸锂晶体,设计并实现了双光路倍频,获得了超过5W的540nm连续倍频激光输出。     

钽酸锂黑片的制备与性能研究

为了获得高均匀性、低热释电的钽酸锂(LT)晶片,采用粉末掩埋法对42°Y-LT晶片进行了还原处理。结果表明,还原处理后的晶片电阻率为3.98×10~(10)Ω·cm;在365 nm处透过率约为36.5%,透过率均匀性为1.15;热导率为2.66 W/(m·K),热膨胀系数为2.79×10~(-6) K~(-1),满足器件使用要求。通过声表面波器件验证实验表明,晶片抗静电能力效果明显,器件成品率较高,一致性好。     

SAWF用钽酸锂晶体表面微观形态的表征

声表面波滤波器(SAWF)的主要特点是设计灵活性大、模拟／数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻，适应了现代通讯设备的高频化、数字化、高性能、高可靠性的要求。     

基于LiTaO3基片宽带声表面波滤波器设计方法

通讯系统传输效率的提升对滤波器带宽的要求越来越高,如果使用常规声表面波(SAW)滤波器设计技术,则将面临损耗大或带宽达不到要求的问题。该文根据系列宽带SAW滤波器产品开发结果,总结了采用特殊技术用LiTaO₃压电基片实现相对带宽8%以上的宽带SAW滤波器设计方法,其包括利用外围电感、电容增加SAW谐振器的谐振频率和反谐振频率的间隔,提高阻抗元滤波器带宽;利用多模式纵向耦合谐振滤波器结构增加滤波器带宽;利用双通带滤波器并联结构获得大带宽滤波器。上述方法各有优缺点,其均能获得约为9%的带宽。     

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。     

钽酸锂薄膜红外探测器探测性能的模拟研究

建立了热释电钽酸锂薄膜红外探测器理论模型,用五层薄膜系统模拟了探测器结构,用钽酸锂晶体参数,模拟了探测器结构参数与探测率等性能指标之间的关系,研究了硅衬底厚度和钽酸锂薄膜厚度对探测器性能的影响。模拟结果显示,硅衬底彻底腐蚀形成悬空结构是减小探测器热传导损耗的最有效途径;热释电钽酸锂膜层越薄,器件探测率越高。探测器电压响应同时取决于钽酸锂膜层厚度和探测器外接电路参数。使探测器整体性能最佳的钽酸锂膜层厚度为1～2μm。     

基于钽酸锂晶片的太赫兹热释电探测器

针对自由空间和波导传输太赫兹辐射功率兼容测试的需求,开展了光敏面直径为10 mm的多功能太赫兹热释电探测器的相关研究。通过有限元分析及热电耦合仿真设计,建立了敏感元件由100 μm 厚的钽酸锂（LiTaO₃）晶片和碳纳米管吸收层组成的太赫兹热释电探测器模型;采用优化的精确减薄抛光和剥离等关键工艺,重点攻克了采用大晶片多阵列方式制作LiTaO₃基太赫兹热释电探测器敏感元件的工艺难题,并完成了太赫兹热释电探测器的研制。在设定条件下,该探测器的响应度为371.8 V/W,噪声等效功率为0.34 nW/Hz^1/2。实验结果表明,设计并制作的太赫兹热释电探测器的集成度高、响应度良好、噪声等效功率低,能够有效解决大光斑太赫兹光束功率测试问题。     

基于周期性极化铌酸锂晶体的Solc滤波器的研究

由于室温极化技术的逐渐成熟，准位相匹配非线性光学技术已经广泛用于可见和近中红外相干光频率转换．这其中最成熟的就是周期性极化铌酸锂(PPLN)，除了非线性光学系数以外，电光系数同样会由于铁电畴的周期性反转而周期性地被调制．如果把PPLN的每个畴看成一个半波片，相邻的不同畴的光轴由于横向电光效应而形成一个很小的夹角，     

基于混合气体活化的硅基钽酸锂晶圆键合研究

集成在硅基衬底上的钽酸锂薄膜在新型声学器件上具有重要应用,等离子体活化键合是其主要的集成方式,相关研究报道众多但仍缺乏对等离子体活化工艺的深入研究。本文研究了LT和Si衬底晶圆在不同活化气氛、频率和时间下的亲水性接触角变化情况,探索了一套可以显著提高键合强度的活化参数。研究结果发现,对晶圆表面采用N₂加O₂混合活化60 s后,LT和Si衬底晶圆亲水性接触角达到最小值,分别为4.244°和3.859°。键合后用SEM扫描了样片的横截面,发现键合质量良好。最后对比了用O₂、N₂和Ar活化60 s,以及N₂加O₂混合活化60 s后键合片的键合强度,发现混合气体活化后键合强度最大,达到了9.05 MPa。     

基于PCB板的射频声表滤波器封装技术研究

目前主流的终端用射频声表面波(RF-SAW)滤波器均采用基于低温共烧陶瓷(LTCC)基板的倒装焊接技术,标准尺寸为单滤波器1.4mm×1.1mm,封装形式为芯片尺寸级封装(CSP)。介绍了一种基于印刷电路板(PCB)的CSP封装声表面波滤波器,其尺寸达到了1.4mm×1.1mm。使用该基板后,单个器件的材料成本将降低30%以上。通过优化基板的结构,可以达到与LiTaO3匹配的热膨胀系数(CTE)和较低的吸湿性。经后期的可靠性试验证明,该结构的射频滤波器可完全满足工程应用的需求。     

基于铌酸锂/BCB/聚酰亚胺结构的柔性声表面波器件的设计与仿真

该文采用有限元法对“铌酸锂/苯并环丁烯(BCB)/聚酰亚胺”结构的柔性声表面波器件进行了研究。结果表明,铌酸锂厚度为0.06λ～0.8λ(λ为周期)时,不能激发稳定的瑞利波,在此区间外可激发瑞利波。随着温度升高,器件的谐振频率降低,计算结果表明,声速随温度变化是谐振频率下降的主要原因,大于热膨胀引起的谐振频率变化。仿真结果为设计和制备柔性声表面波器件时合理选择压电薄膜厚度及衬底材料力学性能等参数提供了一定的理论依据。     

一种声表面波滤波器的设计与研究

一、引言 弹性波包括许多,其中声表面波（SAW,Surface A—coustic Wave）是重要的一种。在压电基本材料表面可以产生SAW,并沿其表面传播,振幅随着深入基片材料的深度增加而迅速减少。现如今,SAW滤波器逐渐趋于向小型片式化、高频宽带化及降低插入损耗发展。移动通信和其它便携式产品对滤波器提出了小型片式化的基本要求。高速发展的移动通信市场,不断刺激科研人员对SAW器件的深入研究。     

基于双金属环的超材料太赫兹宽频带通滤波器的设计与研究

本文提出了一种基于双金属环的超材料太赫兹宽频带通滤波器,为太赫兹滤波器插入损耗和带宽问题的解决提供了可行方案.利用频域有限差分法构建双金属环超材料的理论模型,通过改变双金属环间距、半径以及聚酰亚胺衬底厚度,确定了宽频、高透射率太赫兹滤波器的几何参数.结果 表明:该滤波器在0.1～1.2 THz内可实现0.54 THz的...