1、第 8章 声表面波传感技术8.1 概 述8.2 声表面波技术基础知识 8.3 研究声表面波的基础理论8.4 声表面波传感器技术 8.5 典型声表面波传感器 及应用2018/5/7 18.1 概 述声表面波（ SAW）是一种能量集中在表面传播的弹性波。最早是由英国物理学家瑞利在 19世纪 80年代在研究地震波过程中偶然发现的。1965年，美国的 R.M.White和 F.M.Voltmov发明了能在压电材料表面激励声表面波的金属叉指换能器（ IDT），大大加速了声表面波技术的发展，相继出现了许多各具特色的声表面波器件，使这门年轻的学科逐步发展成为一门新兴的、声学和电子学相结合的边缘学科。 201
2、8/5/7 2（ 1）具有较低的传播速度和较短的波长；（ 2）沿固体表面传播的，且传播速度较慢；（ 3）晶体表面传播的弹性波，不涉及晶体内部电子的迁移过程；（ 4）采用单晶材料和用平面工艺制造，故重复性和一致性好，易于大批量生产。声表面波特点 （相比电磁波） 2018/5/7 3滤波器、延迟线、振荡器、混频器、放大器、卷积器、相关器、编码器、声光调制器、声光偏转器、声光开关、超声马达、射频标签和传感器等。特别是其作为一种快速、超小型的频率控制、选择和信号处理器件，对电子和通信系统的发展起着极为重要的作用。目前， SAW器件正在朝着 GHz频段到 10GHz频段的超高频化发展。可以预测它将在信号
3、检测、信号处理中发挥越来越重要的作用。声表面波器件 2018/5/7 4用 SAW器件研制、开发新型传感器始于 20世纪80年代，起初，人们发现外界因素 (如温度、压力、磁场、电场、某种气体等 )对声表面波传播特性会造成影响，进而研究这些影响与外界因素的关系。根据这些函数关系设计了各种所需结构用于测量各种化学的、物理的、生物的被测参数。2018/5/7 5尽管 SAW传感器的历史并不长，在实用化方面尚有很多困难，但由于它的符合信号系统小型化、数字化、智能化和集成化、高精度的发展方向，因而越来越受到传感器行业的青睐，世界上许多国家对 SAW传感器的开发研究极为关注。从 80年代至 90年代， S
4、AW传感器在欧美，特别是在日本，获得了迅速发展，出现了十几种类型的 SAW传感器。近十几年来， SAW技术、电子技术和微平面工艺的不断发展，使 SAW振荡器的频率不断提高，器件和电路 Q值不断增大，这为 SAW传感器的发展提供了良好契机。 2018/5/7 68.2 声表面波技术的基础知识1. 什么是声表面波SAW泛指沿表面或界面传播的各种模式的波 机械波在表面传播，能量集中在厚度不超过1个波长的表层2018/5/7 7SAW2018/5/7 8SAW的激发1. 基于压电材料的压电效应与逆压电效应电能 机械能 电能2. 波在不连续介质处的反射2018/5/7 9Concept: IDT2018/5/7 10
