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基于SAW-IDT无损表征互连薄膜杨氏模量的研究
1
作者 黄祎婷 肖夏 张立 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1841-1848,共8页
探究了一种利用声表面波叉指换能器(SAW-IDT)无损表征low-k互连薄膜杨氏模量的方案。采用有限元法对不同工作频率的SAW-IDT进行建模,研究SAW-IDT所激励的声表面波在不同厚度的二氧化硅薄膜以及low-k薄膜表面传播的特性。利用倾斜叠加法... 探究了一种利用声表面波叉指换能器(SAW-IDT)无损表征low-k互连薄膜杨氏模量的方案。采用有限元法对不同工作频率的SAW-IDT进行建模,研究SAW-IDT所激励的声表面波在不同厚度的二氧化硅薄膜以及low-k薄膜表面传播的特性。利用倾斜叠加法计算声表面波在薄膜表面传播的频散曲线并与理论频散曲线匹配,对不同厚度的二氧化硅薄膜和low-k薄膜的杨氏模量进行了表征。仿真结果表明,厚度为500 nm和1000 nm的二氧化硅薄膜杨氏模量的反演结果与实际值的误差为4.28%和2.50%,厚度为500 nm和1000 nm的low-k薄膜样片的杨氏模量测量误差分别为6.95%和4.53%。基于仿真结果设计了频率范围为20 MHz~125 MHz的线性周期结构的SAW-IDT,并表征了厚度为1000 nm的low-k薄膜的杨氏模量,为互连薄膜杨氏模量的无损检测提供了一种有价值的方案。 展开更多
关键词 声表面波技术 杨氏模量 无损检测 有限元 叉指换能器
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ZnO/IDT/金刚石结构SAW滤波器的设计和制作 被引量：3
2
作者 陈颖慧 郑英彬 +3 位作者 席仕伟 唐彬 王旭光 张慧 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期443-447,478,共6页
传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/I... 传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/IDT/金刚石新型结构,设计了交错叉指结构和镜像阻抗连接结构的叉指换能器(IDT)参数。通过优化的工艺制备流程,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后采用RF探针台对样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明制备的SAW滤波器样品的测试结果与理论值比较符合,交错叉指结构滤波器获得了很低的插损,镜像阻抗连接结构滤波器有效地提高了带外抑制度。样品IDT指宽2μm,SAW滤波器中心频率可达0.775 GHz。 展开更多
关键词 射频微机电系统(RFMEMS) 声表面波滤波器(SAW) 金刚石 氧化锌薄膜 叉指换能器(idt)
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IDT在YZ-LiNbO_3基片上的体声波激励研究 被引量：2
3
作者 邓明晰 吕霞付 蔡绍皙 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1997年第6期369-371,380,共4页
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，研究了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Ｂ... 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，研究了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。 展开更多
关键词 叉指换能器 基片 体声波激励
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压电晶体-固体-液体结构中IDT的体声波激励 被引量：3
4
作者 邓明晰 刘镇清 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期171-174,177,共5页
对压电晶体 -固体 (层 ) -液体结构中叉指换能器的体声波激励效应进行了深入探讨 ,通过引入压电晶体-固体层界面的界面有效介电常数 ,研究了叉指换能器的体声波激励效应与晶体切向、电边界条件及固体层归一化厚度之间的关系。数值分析表... 对压电晶体 -固体 (层 ) -液体结构中叉指换能器的体声波激励效应进行了深入探讨 ,通过引入压电晶体-固体层界面的界面有效介电常数 ,研究了叉指换能器的体声波激励效应与晶体切向、电边界条件及固体层归一化厚度之间的关系。数值分析表明 ,电边界条件对叉指换能器体声波激励效应的影响可忽略 ;体声波激励效应与压电晶体切向和固体层归一化厚度密切相关 ;通过选择恰当的晶体切向、固体层归一化厚度和慢度 ,叉指换能器仅向液体中激励体声波 ,且可确定出最强体声波激励时的结构参数。文中所得结果 ,为有关液体声传感器结构的优化设计奠定了基础。 展开更多
关键词 体声波 叉指换能器 界面有效介电常数 压电晶体-固体层-液体
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一种采用IDT技术的新型高频声体波换能器 被引量：1
5
作者 邓明晰 李银国 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期10-13,共4页
压电晶体-液体界面的叉指换能器在一定频率的电信号激励下将仅向液体介质中辐射声体波,可将这一效应用于高频声体波超声换能器的制作。通过分析与计算压电晶体-液体的界面有效介电常数虚部,可确定出叉指换能器仅向液体中辐射声体波的表... 压电晶体-液体界面的叉指换能器在一定频率的电信号激励下将仅向液体介质中辐射声体波,可将这一效应用于高频声体波超声换能器的制作。通过分析与计算压电晶体-液体的界面有效介电常数虚部,可确定出叉指换能器仅向液体中辐射声体波的表面慢度。根据待激发声体波的频率和慢度,可得到叉指换能器仅向液体中辐射声体波时的周期。考虑到叉指换能器直接接触液体并向液体中辐射声体波,可在叉指换能器表面敷设一层SiO2薄膜以保护电极。该类换能器的最大优点是不需匹配层而直接向液体中辐射声波,其工作频率上限原则上只受声表面波工艺限制。设计并制作出频率为31.5MHz的声体波超声换能器,实测了频响,与理论相符。 展开更多
关键词 叉指换能器 声体波 慢度 高频
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基于IDTs电极分层布局结构的瑞利波器件特性研究
6
作者 袁宇鑫 武庆鹏 +2 位作者 孙立 孙科学 王艳 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第1期11-17,共7页
现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加,对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率,该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型,即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构,并采用有限元法分析其声学性能,包括导纳... 现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加,对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率,该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型,即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构,并采用有限元法分析其声学性能,包括导纳、相速度、机电耦合系数等。结果表明,IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构可激发出瑞利波,且当AlN压电薄膜厚度h_(AlN)=0.4λ(λ为器件周期),水平中心距P_(b)=4μm时,其工作频率为692 MHz,传统的IDTs/AlN/R-sapphire结构器件提高了近1倍(356 MHz),而此时机电耦合系数K^(2)为0.3%,比传统结构高。另外,通过优化IDTs电极的结构参数可进一步改善、调制瑞利波器件的性能。当IDTs的上层铜电极和下层铝电极厚度之比Δh=1.2,P_(b)=4μm,h_(AlN)/λ=0.5时,瑞利波器件的谐振频率为657.9 MHz,K^(2)=1.27%;当P b=6μm时,瑞利波的工作频率为461 MHz,机电耦合系数达到最大(K^(2)_(max)=1.34%),较传统IDTs单层布局结构瑞利波器件分别提升了30%和300%。结果表明,IDTs电极分层布局结构不仅可有效地提高SAW器件的工作频率和机电耦合系数,也可以降低高频SAW器件的制备难度。 展开更多
关键词 声表面波 叉指换能器 有限元分析 机电耦合系数 瑞利波
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SAW-IDT波传播分析
7
作者 杨朝斌 徐继麟 黄香馥 《电波科学学报》 EI CSCD 1998年第1期55-59,共5页
分析了声表面波（SAW）叉指换能器（IDT）中波的传播问题。从产生SAW的静电荷分布出发，结合压电材料的各向异性，推导出了叉指上SAW的电势分布及波角谱表达式，引入了波传播损耗因子与修正脉冲响应函数。对具带通频率响应的加权SAW-ID... 分析了声表面波（SAW）叉指换能器（IDT）中波的传播问题。从产生SAW的静电荷分布出发，结合压电材料的各向异性，推导出了叉指上SAW的电势分布及波角谱表达式，引入了波传播损耗因子与修正脉冲响应函数。对具带通频率响应的加权SAW-IDT进行了模拟计算，包括波传播损耗因子与叉指声孔径大小及相互间距离的关系，修正脉冲响应及其频率响应，波传播对等效电路模型参数的影响。最后得到结论。 展开更多
关键词 声表面波 叉指换能器 波传播 SAW-idt 损耗因子
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压电晶体-液体界面上IDT对入射声体波的接收 被引量：3
8
作者 邓明晰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1999年第5期341-345,369,共6页
压电晶体－液体－压电晶体分层结构可用于液体声传感器的研制，两个叉指换能器（ＩＤＴ）分别位于两个相向的压电晶体－液体界面上，一个ＩＤＴ向液体中激励声体波，另一个ＩＤＴ接收液体中的声体波。文章通过采用恰当的压电晶体－液体... 压电晶体－液体－压电晶体分层结构可用于液体声传感器的研制，两个叉指换能器（ＩＤＴ）分别位于两个相向的压电晶体－液体界面上，一个ＩＤＴ向液体中激励声体波，另一个ＩＤＴ接收液体中的声体波。文章通过采用恰当的压电晶体－液体界面上的边界条件，研究了ＩＤＴ对声体波的接收，给出了ＩＤＴ的输出电功率与声体波入射角、晶体取向之间的关系曲线；此外，还探讨了负载对ＩＤＴ电输出的影响。文章所得结果，为研制液体声传感器奠定了理论基础。 展开更多
关键词 声体波 压电晶体 液体界面 叉指换能器 接收
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一种采用IDT技术的新型微量液体密度传感器
9
作者 朱霞 邓明晰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第6期602-605,共4页
新型微量液体密度传感器采用压电基片-液体层-压电基片结构。两个叉指换能器(IDT)分别位于压电基片-液体层-压电基片的两个液固界面上,压电基片保持平行且两个IDT处于相对的位置。一定条件之下第一个IDT在射频脉冲的激励下可只向液体层... 新型微量液体密度传感器采用压电基片-液体层-压电基片结构。两个叉指换能器(IDT)分别位于压电基片-液体层-压电基片的两个液固界面上,压电基片保持平行且两个IDT处于相对的位置。一定条件之下第一个IDT在射频脉冲的激励下可只向液体层中辐射出高频超声脉冲,该超声脉冲在液体层中来回反射。液体层中来回反射的超声脉冲每次入射到起接收作用的第二个IDT上均有一个电脉冲信号输出。液体层密度值可用超声脉冲在液体层内来回传播一次的声时变化予以表征。通过测量第二个IDT输出的前两个电脉冲信号之间的时间间隔变化,即可得到相应的液体密度值。实验结果表明,采用压电基片-液体层-压电基片结构的微量液体密度传感器的敏感程度至少可达10-5g.cm-3/ns量级。 展开更多
关键词 叉指换能器 液体密度 传感器
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折线型IDT的SAW微力传感器设计研究
10
作者 马连杰 李媛媛 +1 位作者 江蓓 曹乐 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期39-45,共7页
声表面波(SAW)微力传感器易于集成和小型化,无源无线的工作方式,具有极大的应用潜力。将其应用于物体间微间隙压力检测有望实现高灵敏、低功耗的监测水平。针对复杂环境中存在的测量灵敏度问题,设计了一种具有折线形状的叉指换能器(IDT)... 声表面波(SAW)微力传感器易于集成和小型化,无源无线的工作方式,具有极大的应用潜力。将其应用于物体间微间隙压力检测有望实现高灵敏、低功耗的监测水平。针对复杂环境中存在的测量灵敏度问题,设计了一种具有折线形状的叉指换能器(IDT)的SAW微力传感器。采用有限元分析方法(FEM)对其进行了仿真分析和结构参数设计。理论分析与实验表明,设计的传感器质量灵敏度可达284.16 kg/m^(2),高于直线形IDT的SAW传感器185.97 kg/m^(2),验证了此结构能够有效提高器件的质量灵敏度,及在微间隙环境下压力监测的可行性。 展开更多
关键词 声表面波 传感器 叉指换能器 有限元分析 质量灵敏度
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双电极叉指换能器声表面波低温传感器的设计与仿真分析
11
作者 叶梦莹 崔永俊 王红亮 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期871-877,共7页
为了应对低温环境下的温度测试需求,设计了一种具有双电极叉指换能器(IDT)的128°YX-LiNbO_(3)延迟线型声表面波(SAW)温度传感器。利用COMSOL软件搭建了温度传感器模型,确定了传感器的最佳模型参数,并在-196~100℃对传感器进行仿真... 为了应对低温环境下的温度测试需求,设计了一种具有双电极叉指换能器(IDT)的128°YX-LiNbO_(3)延迟线型声表面波(SAW)温度传感器。利用COMSOL软件搭建了温度传感器模型,确定了传感器的最佳模型参数,并在-196~100℃对传感器进行仿真测试。结果表明,采用双电极叉指结构的传感器的机电耦合系数达到5.35%,同时传感器的谐振频率与温度呈现出良好的线性关系,温度灵敏度为26.2 kHz/℃,频率温度系数达到-83.4×10^(-6)/℃,证明了LiNbO_(3)在低温环境下的可靠性。 展开更多
关键词 声表面波 温度传感器 低温 双电极叉指换能器 有限元
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新型声表面波式小波变换器件插入损耗的研究 被引量：4
12
作者 卢文科 朱长纯 +2 位作者 刘君华 方建安 文常保 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期371-373,共3页
小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较大的基片(如YZ-L iNbO3基片)时,其频率特性曲线不光滑,但插入损耗小;小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较小的基片(如X 112°Y-L iTaO3基片)时,其频率特性曲线光滑,但插入损耗大.声表面波器... 小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较大的基片(如YZ-L iNbO3基片)时,其频率特性曲线不光滑,但插入损耗小;小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较小的基片(如X 112°Y-L iTaO3基片)时,其频率特性曲线光滑,但插入损耗大.声表面波器件的指条对数N越少,其带宽Δf/f越大,插入损耗越大,所以,指条对数N要取的合适,不宜过少.在声表面波式小波变换器件中,发射叉指换能器的条对数N取57,接收叉指换能器的指条对数是57的四分之一到三分之一之间. 展开更多
关键词 声表面波 小波变换器件 插入损耗 又指换能器
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无线声表面波辨识标签的分析和设计 被引量：7
13
作者 韩韬 施文康 +1 位作者 吴嘉慧 李汉军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期36-39,共4页
讨论了确定叉指换能器的孔径长度以及与利用串联谐振进行匹配时的方法。分析了金属化对辨识标签 (ID- tage)频率响应的影响 ,对金属化厚度和叉指换能器的周期的设计提供了依据 ,并有利于提高接收到的反射信号的信噪比 ;讨论了反射栅的... 讨论了确定叉指换能器的孔径长度以及与利用串联谐振进行匹配时的方法。分析了金属化对辨识标签 (ID- tage)频率响应的影响 ,对金属化厚度和叉指换能器的周期的设计提供了依据 ,并有利于提高接收到的反射信号的信噪比 ;讨论了反射栅的反射系数大小控制以及为减小整体器件的尺寸 ,确定反射栅之间最小距离的方法 ,分析了如何有效降低插损和多次反射对 ID- tag器件影响。最后利用耦合模理论 ,获得了器件的时域响应 ,对指导器件制作具有重要意义。 展开更多
关键词 分析 设计 声表面波 无线辨识标签 叉指换能器 反射栅 耦合模
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一种宽带低损耗声表面波滤波器 被引量：5
14
作者 秦廷辉 朱自湘 周平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1998年第2期77-79,共3页
阐述了一种利用纵向耦合双模制作宽带低损耗声表面波滤波器的方法，给出了理论计算方法和计算机模拟结果，最后给出了制作中心频率为４５３ＭＨｚ的声表面波滤波器实验结果，插入损耗为１．９ｄＢ，１ｄＢ带宽为６．６６ＭＨｚ，远端带... 阐述了一种利用纵向耦合双模制作宽带低损耗声表面波滤波器的方法，给出了理论计算方法和计算机模拟结果，最后给出了制作中心频率为４５３ＭＨｚ的声表面波滤波器实验结果，插入损耗为１．９ｄＢ，１ｄＢ带宽为６．６６ＭＨｚ，远端带外抑制大于４５ｄＢ。 展开更多
关键词 声表面波滤波器 反射器 叉指换能器 滤波器
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声表面波器件的研究进展 被引量：16
15
作者 李晖 潘峰 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第5期376-380,共5页
声表面波器件作为一种新型的电子器件 ,近年来引起了人们极大的关注 ,在科学研究领域有了较大的进展 ,在现代无线通讯领域的应用范围日趋广泛。本文简述了目前国际上出现的声表面波器件的制备方法、性能研究及其应用 。
关键词 声表面波器件 压电薄膜 叉指换能器 制备 性能 研究进展
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基于声表面波油包水微液滴分裂研究 被引量：2
16
作者 王保成 付相庭 章安良 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期811-814,共4页
提出了声表面波(SAW)实现油包水微液滴的分裂方法,并在128°YX-LiNbO3基片上研制了分裂油包水微液滴的微器件。在压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器,其激发的SAW部分作用于油包水微液滴,瞬间降低电信号幅度,油相内水微液滴在... 提出了声表面波(SAW)实现油包水微液滴的分裂方法,并在128°YX-LiNbO3基片上研制了分裂油包水微液滴的微器件。在压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器,其激发的SAW部分作用于油包水微液滴,瞬间降低电信号幅度,油相内水微液滴在惯性力作用下发生分裂,油相微液滴由于较大的表面张力发生形变而不分裂。以石蜡油包裹蓝色水相微液滴为研究对象,进行了油包水微液滴分裂实验和理论分析,结果表明,当电信号从功率为12.3dBm瞬间关断时,可实现油相内水微液滴分裂。 展开更多
关键词 声表面波(SAW) 液滴 叉指换能器(idt) 分裂 辐射
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压电驱动微喷雾化器的研制及实验研究 被引量：2
17
作者 王国辉 周兆英 +2 位作者 袁松梅 叶雄英 刘长庚 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第8期37-39,共3页
作为一种重要的非注射给药途径 ,雾化吸入治疗方法具有起效快 ,药物毒、副作用小等特点 ,因此被越来越广泛地采用。基于压电驱动喷墨打印机工作基本原理 ,利用微机械加工技术 ,研制了一种压电驱动微喷雾化器。流量、雾粒的直径和速度是... 作为一种重要的非注射给药途径 ,雾化吸入治疗方法具有起效快 ,药物毒、副作用小等特点 ,因此被越来越广泛地采用。基于压电驱动喷墨打印机工作基本原理 ,利用微机械加工技术 ,研制了一种压电驱动微喷雾化器。流量、雾粒的直径和速度是微喷雾化器的重要指标 ,文中采用相关的仪器分别对这些指标进行了测试。由测试结果可知 ,微喷雾化器产生的雾粒的直径和速度分布集中 ,且雾粒直径和速度比较适合于雾化吸入治疗 。 展开更多
关键词 压电驱动 微喷雾化器 研制 实验研究 雾化吸入治疗 压电换能器 微喷孔
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声表面波器件制作中的干法刻蚀工艺 被引量：4
18
作者 王祥邦 李勇 陈培棣 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第6期711-713,共3页
声表面波器件广泛应用于有线和无线通讯中。利用半导体加工工艺制作声表面波器件,由于所使用的工艺的特殊性,并不能完全按照硅工艺。该文讲述了用干法刻蚀工艺制作声表面波器件及其工艺特殊性。
关键词 反应离子刻蚀 压电材料 叉指换能器
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光电集成加速度计中声光波导相位调制器的研究 被引量：1
19
作者 钟娟娟 陈才和 +3 位作者 张燕君 吴波 崔宇明 丁桂兰 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第4期651-654,共4页
提出一种新型声光波导相位调制技术 ,用于光电集成M -Z光波导干涉型加速度计的信号调制。相位调制器工作在溅射有K8缓冲层的硅基底上 ,工作波长为 1 3μm。主要对声光调制器的特性参数进行了理论分析和优化设计 ,结果为 :氧化锌薄膜尺寸... 提出一种新型声光波导相位调制技术 ,用于光电集成M -Z光波导干涉型加速度计的信号调制。相位调制器工作在溅射有K8缓冲层的硅基底上 ,工作波长为 1 3μm。主要对声光调制器的特性参数进行了理论分析和优化设计 ,结果为 :氧化锌薄膜尺寸 5× 0 8× 0 0 0 3mm ,叉指换能器叉指对数N =17,中心距l=2 7 19μm ,中心频率f0=4 8MHz,中心指长L0 =4 4 6mm。 展开更多
关键词 光波导 声光调制 声表面波(SAW) 相位调制 叉指换能器 氧化锌薄膜
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基于压电基片微液滴间隙式驱动研究 被引量：3
20
作者 章安良 费景臣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期155-159,共5页
连续的声辐射力驱动方式难以在平面内精确操控微流体,报道了单步驱动微流体及其在平面中位置确定的方法。在128°-YXLiNbO3上制作中心频率27.7MHz叉指换能器组,经方波调制的载波信号加到叉指换能器激发间隙性声表面波,以单步驱动其... 连续的声辐射力驱动方式难以在平面内精确操控微流体,报道了单步驱动微流体及其在平面中位置确定的方法。在128°-YXLiNbO3上制作中心频率27.7MHz叉指换能器组,经方波调制的载波信号加到叉指换能器激发间隙性声表面波,以单步驱动其声路径上的微液滴。垂直方向叉指换能器组确定微液滴平面上位置。采用水和0.1g/mL的NaCl溶液进行间隙性驱动实验,结果表明,在载波强度达到一定幅度时,微液滴运动速度随调制信号频率增大而减少;当调制信号频率一定时,声路径上微液滴运动速度随载波幅度增大而增大。 展开更多
关键词 片上实验室 间隙式驱动 调制信号 叉指换能器 微液滴
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