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钼酸铅声光器件换能器的设计及频率特性

余姗  
【摘要】:自上世纪60年代后迅速发展起来的声光器件是利用超声波和光波在介质中的相互作用来控制光束的频率、方向和强度的一类器件的统称。声光器件的用途非常广泛,涉及军事和民用的各个领域。为了提高声光器件的性能,各个国家都投入了大量的人力物力对声光互作用特性进行研究,研究工作主要围绕声光互作用理论的发展、高性能声光互作用材料的开发以及高频率的体波和表面波压电换能器理论和工艺的发展三个方面。 声光器件的性能主要取决于器件的换能器带宽和声光互作用的Bragg带宽。本文在介绍声光互作用理论的基础上,利用Mason等效电路探讨了计算声光器件中压电换能器电输入阻抗和频带宽度的理论方法,根据换能器损耗的频率特性确定了满足换能器带宽要求的36°Y切铌酸锂(LiNbO3)/钼酸铅(PbMoO4)(以后简称LN/PM)声光器件四层电极换能器和五层电极换能器的镀层材料、厚度及其电输入阻抗特性。出于对提高换能器性能和降低制作工艺难度两方面的考虑,根据声光器件网络匹配规则及匹配后传递矩阵的计算方法给出了与PM声光器件五层电极换能器相匹配的外部电路结构和元件值,在一定程度上补偿了换能器的能量损耗、增大了换能器带宽。最后,对加有外部匹配网络的声光器件换能器镀层厚度进行了适当调整,在不影响换能器带宽的前提下降低了工艺要求,确定了新的换能器结构。


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