1 中国电子科技集团公司 第二十四研究所，重庆400060
2 中国电子科技集团公司 第二十六研究所，重庆 400060
兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件，同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点，其制造工艺与集成电路工艺兼容，可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射频前端组件的有效解决方案之一，能够满足未来通信设备多频率及集成化的发展要求，其相关研究已成为微声器件领域的热点。该文简要介绍了兰姆波的基本原理，综述了近年来基于氮化铝(AlN)薄膜和铌酸锂薄膜(LNOI)的压电MEMS兰姆波器件研究取得的最新成果，并讨论了压电MEMS兰姆波器件的发展趋势。
兰姆波谐振器(LWR) 压电微机电系统(MEMS) 横向激励声体波谐振器(XBAR) 高次谐波组合模式谐振器(CORs) 截面拉梅模式谐振器(CLMRs) Lamb wave resonator piezoelectric micro-electro-mechanical system(MEMS laterally-excited bulk-wave resonators (XBAR) combined overtone resonators(CORs) cross-sectional-Lamé-mode resonator (CLMRs)
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文采用磁控溅射法在蓝宝石基片上制备出高择优取向的极薄氮化铝(AlN)压电薄膜。使用原子力显微镜(AFM)和X线衍射仪(XRD)分析了AlN压电薄膜的表面形貌和取向, 并用膜厚测试仪和应力测试仪检测了AlN压电薄膜的膜厚和应力。试验结果表明,制备的AlN压电薄膜择优取向(002)良好, 摇摆曲线半高宽达到3.21°, 均方根粗糙度为1.56 nm, 应力为-6.22 MPa。利用该文研究的AlN压电薄膜制作工艺研制的高频声体波延迟线工作频率达到24 GHz, 插入损耗为50.7 dB, 优于美国Teledyne公司的产品。
延迟线 声体波(BAW) 压电薄膜 换能器 delay line bulk acoustic wave(BAW) piezoelectric film transducer
1 中国电子科技集团公司第九研究所, 四川 绵阳 621000
2 电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 610054
针对基于环球耦合谐振的钇铁石榴石(YIG)小球陷波器装配调试工艺复杂、不利于多通道集成的问题, 提出了一种采用静磁波技术来实现YIG单晶薄膜陷波器结构与设计方法。该文通过对单晶薄膜陷波器工作原理的分析, 静磁反向体波的角频率与波数(ω-k)色散特性与微带激励谐振换能器的静磁波激励特性的数值计算及器件仿真优化, 设计了调谐工作频段为6~8 GHz的实用化YIG单晶薄膜陷波器。设计仿真与实验结果表明, 在6~8 GHz内调谐频段陷波器均能保证良好的通带插损、阻带深度及30 dB阻带带宽等技术指标。
陷波器 钇铁石榴石(YIG)单晶薄膜 静磁反向体波 色散 辐射电阻 notch filter YIG single crystal thin film magneto-static backward bulk wave dispersion radiation resistance
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
通过优化K波段声体波换能器设计, 突破200 nm极薄压电薄膜制备和微带线匹配等技术, 研制了K波段体声波延迟线样品。研究结果表明, 样品的中心频率大于23 GHz, 带宽大于1 000 MHz, 延迟时间295 ns, 外形尺寸约25 mm×16 mm×14 mm, 是目前国内外已报道的工作频率最高的声体波延迟线。
延迟线 声体波(BAW) 压电薄膜 换能器 delay line bulk acoustic wave(BAW) piezoelectric film transducer
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
采用中频(MF,40 kHz)双S枪磁控反应溅射制备出了氮化铝(AlN)压电薄膜; 采用直流磁控溅射法制作了Mo电极薄膜; 采用脉冲DC磁控溅射Au、Cr、Al靶分别制作Au/Cr底电极薄膜及Al/Cr顶电极薄膜。通过对AlN压电薄膜、Mo及Au电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析, 结果表明, 复合AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面及Au薄膜(111)面择优取向优良, 说明选用Al/Cr/AlN/Au/Cr/YAG复合结构压电薄膜能研制出Ku波段及K波段声体波微波延迟线(BAWDL), 其Ku及K波段BAWDL器件插入损耗分别低至43.7 dB、54.6 dB。
复合氮化铝压电薄膜 Ku及K波段声体波微波延迟线(BAWDL) 低插损 composite piezoelectric AlN thin films Ku and K band BAWDL low insertion loss
1 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学汽车工程学院, 湖北 武汉 430070
针对大厚度材料内部缺陷的检测问题,利用缺陷对激光超声的衍射作用实现了内部缺陷的定位定量检测。首先利用Comsol软件研究了激光超声与内部缺陷的作用过程,建立了激光超声接收信号计算模型。通过激光超声检测系统,对45钢试块内部缺陷进行定位定量检测实验。实验结果表明:缺陷检测的定位相对误差在5%以内,定量相对误差在10%以内。该实验证明了利用激光超声缺陷衍射体波法检测内部缺陷位置和大小的可行性,实现了真正意义上的激光激发和接收的非接触检测技术。
激光光学 衍射体波 缺陷检测 定位定量 光学学报
2020, 40(12): 1214002
1 东北大学 理学院, 沈阳 110819
2 东北大学 材料科学与工程学院, 沈阳 110819
为了获取T800/QY9511复合材料的工程常数, 利用有限元软件ABAQUS, 通过将激光线源等效为力源, 模拟了脉冲激光作用于材料表面、激发在材料内部传播的超声波的过程, 并在激励点对心处提取波形, 得到了5个体波波速, 进而根据克里斯托菲尔弹性理论计算了工程常数。结果表明, 与真实值相比, 弹性模量数值解的平均误差为1.56%, 泊松比数值解的平均误差为2.98%, 剪切模量数值解的误差为1.4%。激光超声方法在复合材料工程常数测量上具有可行性与准确性, 为实验室测量相关参量及其工程应用提供了依据。
测量与计量 工程常数 有限元 激光超声 体波 measurement and metrology engineering constants finite element laser ultrasonic body wave
