Способ возбуждения поверхностных акустических волн Советский патент 1980 года по МПК H03H3/02 

1

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при высокоэффективных преобразователей для возбуждения поверхностных акустических волн широкого спектра частот.

Известен способ возбуждения поверхностных акустических волн с помощью электроакустического преобразователя, содержащего клиновидный звукопровод, на наклонной плоскости которого методом напыления, диффузии или эпитаксиального выращивания выполнен полуволновой преобразователь 1.

Электрическое поле прикладывают в случае использования пьезослоя из CdS в направлении оси С (гексагональной оси) кристалла.

Недостатком такого преобразователя является то, что он работает на частоте механического резонанса пьезослоя и обладает недостаточно широкой частотной полосой возбуждения поверхностных акустических волн. Клиновой преобразователь невозможно использовать на высоких частотах, так как продольная волна, возбуждаемая пьезоактивным слоем, будет поглощена в самом

клине прежде, чем она достигнет поверхности звукопровода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возбуждения поверхностных акустических волн, заключающийся в том, что на

поверхности звукопровода наносят тонкую

ферромагнитную пленку и воздействуют на

нее возбуждающим магнитным полем 2.

Магнитное поле при этом ориентировано в плоскости пленки, а пленка предварительно намагничена сильным магнитным полем, направленным перпендикулярно ее плоскости. Однако возбуждение поверхностных а кустических волн происходит только на одной частоте или в очень узком диапазоне

частот.

Целью изобретения является повышение эффективности возбуждения поверхностных акустических волн в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу возбуждения поверхности акустических волн, магнитное поле прикладывают в направлении оси легчайшего намагничивания, изменяют его в

пределах от значения поля старта до зна-, чения поля финиша скачков перемагничивания Баркгаузена и дополнительно подвергают пленку воздействию ультразвуковых колебаний и перепадов температуры.

Кроме того, на поверхность звукопровода может быть нанесена сегнетоэлектрическая пленка, прикладывают к ней электрическое поле в направлении оси легчайшей поляризации и изменяют его в пределах от значения поля старта до значения поля финиша скачков переполяризации Баркгаузена.

Предлагаемый способ возбуждения поверхностных акустических волн широкого спектра частот поясняется фиг. 1-4, где 1 подложка, 2 - сегнетоэлектрическая пленка, 3 - металлические электродьГ, 4 - ферромагнитиая пленка, 5 - генератор электрических колебаний, 6 - полюса магнита, 7 - система электродов, 8 - пьезоэлектрическая пластинка, 9 - анализируюшее устройство, 10 - электромеханический преобразователь, 11 - конденсатор, 12 - генератор электрических колебаний, 13 - нагреватель, 14 - источник тока.

Возбуждение Поверхностных акустических волн происходит следуюшим образом.

На диэлектрическую подложку 1 наносят сегнетоэлектрическую 2 или ферромагHHTHyjQ 4 пленку. Возбуждаюшее электрическое поле на сегнетоэлектриЧескую пленку 2 накладывают путем подачтгээтёктрических колебаний с выхода генератора 5 на металлические электроды 3, выполненные с обеих сторон пленки 2. Магнитное поле накладывают с помошью магнита 6, причем изменяют его любым известным методом. Прош,е всего это делается след ующим образом. Используют электромагнит, поле в зазоре между полюсами которого меняют путем подачи на него переменного напряжения. Спектр возбуждаемых поверхностных акустических волн измеряют с помошью электроакустического датчика, например, в виде пьезоэлектрической пластины 8 с встречно-штыревой системой электродов 7 на ее поверхности, присоединенного ко входу анализируюшего устройства 9. В качестве последнего используют, например, электронный осциллограф для визуального наблюдения за процессом возбужденияповерхностных акустических волн или шлейфовый осциллограф для записи процесса на пленку.

Дополнительное стимулирование процесса ультразвуковыми колебаниями производят с помошью электромеханического преобразователя 10, который через конденсатор 11 присоединен к подложке 1. Обмотка, преобразователя 10 подключена к вь1ходу электрического генератора 12.

, 1,-iСтимулирование процесса возбуждения поверхностных акустических волн тепловыми импульсами производят с помошью нагревателя 13, подключенного к источнику тока 14.

Поверхностные акустические волны возбуждак)т путем использования магнитного шума, обусловленного скачками Баркгаузена в тонких пленках, которые изготовляли путем термического испарения в вакууме при разряжении порядка 10 мм рт. ст. материала 79 НМ с последуюшей конденсацией паров металла на нагретую до 250- 300°С очишенную стеклянную подложку в присутствии ориентируюшего магнитного поля напряженность 50 Э. Спектральное распределение возбуждаемых поверхностных акустических волн, например, в диапазоне Мгц существенно зависит от амплитуды и частоты изменения внешнего магнитного поля. С увеличением амплитуды поля спектр смешается в сторону более высоких частот. В случае увеличения частоты перемагничивания fo происходит такое же смешение спектра.в соответствии с кривой l/fj-, где параметр зависит от fo.

Формула изобретения

1.Способ возбуждения поверхностных акустических волн, заключаюшийся в том, что на поверхность звукопровода наносят тонкую ферромагнитную пленку и воздействуют на нее возбуждающим магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности возбуждения поверхностных акустических волн в широком диапазоне частот, магнитное поле прикладывают в направлении оси легчайшего намагничивания, изменяют его в пределах от значения поля старта до значения поля финиша скачков перемагничивания Баркгаузена и дополнительно подвергают пленку воздействию ультразвуковых колебаний и перепадов температуры.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что на поверхность звукопровода наносят сегнетоэлектрическую пленку, прикладывают к ней электрическое поле в направлении оси легчайшей поляризации и изменяют его в пределах от значения поля старта до значения поля финиша скачков переполяризации Баркгаузена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 33715, кл. В 06 В 1/00, 24.09.70.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2340510/25-27, кл. В 06 В 1/00, 30.03.76.

2 и

X

8

N

/

чьг/г. /

Фиг. 4