Акустоэлектроника




Скачать 36.46 Kb.
НазваниеАкустоэлектроника
Дата конвертации30.11.2012
Размер36.46 Kb.
ТипДокументы
АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА, раздел электроники, связан­ный с исследованием взаимодействия акустич. волн с эл.-магн. полями и электронами проводимости в конденсир. средах, а также с созданием акустоэлектронных устройств, работающих на основе этих эффектов. К А. часто относят также исследование эффектов возбуждения и распростра­нения акустич. волн в конденсир. средах. Различие эф­фектов, используемых для создания акустоэлектронных устр-в, определило условное разделение А. на высоко­частотную (микроволновую) акустику твёрдого тела (эф­фекты возбуждения, распространения и приёма акустич. волн высокочастотного диапазона и гиперзвуковых волн), собственно А. (взаимодействие акустич. волн с эл-нами проводимости в твёрдых телах) и акустооптику (явления взаимодействия световых волн с акустическими).

А. сформировалась как самостоят. раздел электроники в 60-х гг. 20 в., когда начались интенсивные исследования, связанные с открытием эффекта усиления акустич. волн дрейфующими эл-нами проводимости в кристаллах суль­фида кадмия. Бурное развитие А. было вызвано необхо­димостью создания простых, надёжных и миниатюрных устр-в обработки радиосигналов для радиоэлектронной ап­паратуры. С помощью устр-в А. осуществляется преобра­зование сигналов во времени (задержка сигналов, из­менение их длительности), по частоте и фазе (преобра­зование частоты и спектра, сдвиг фаз), по амплитуде (уси­ление, модуляция), а также более сложные функцией, преобразования (интегрирование, кодирование и декодиро­вание, получение ф-ции свёртки, корреляция сигналов); в ряде случаев акустоэлектронные методы преобразования сигналов являются более простыми (по сравнению, напр., с электронными методами), а иногда и единственно возможными. Возможности такого использования устр-в А. обусловлены малой скоростью распространения акустич. волн (по сравнению со скоростью распространения эл.-магн. волн) и разл. видами взаимодействия этих волн с эл.-магн. полями и эл-нами проводимости в твёрдых телах, а также малым поглощением акустич. волн в кристаллах (высокой добротностью акустич. колебат. систем).

В устр-вах А. используются как объёмные, так и по­верхностные акустич. волны. Для изготовления акустоэлект­ронных устр-в используются в основном пьезоэлектрич. материалы и слоистые структуры, состоящие из слоев пьезоэлектрика и ПП, а также сегнетоэлектрики, ПП, не обла­дающие пьезоэлектрич. св-вами, и др.

В большинстве устр-в А. осуществляется преобразование высокочастотных электрич. сигналов в акустич. волны (воз­буждение акустич. волн), к-рые распространяются в звукопроводе, а затем вновь преобразуются в высокочастотный сигнал (приём акустич. волн). Для возбуждения и приёма объёмных акустич. волн используются в основном пьезо­электрические преобразователи: пьезоэлектрич. пластинки (на частотах до 100 МГц), пьезополупроводниковые пре­образователи (диффузионные или с запирающим слоем, в диапазоне частот 50—300 МГц), плёночные преобразо­ватели (на частотах св. 300 МГц), а для возбуждения и приёма поверхностных акустич. волн (ПАВ) — встречно-штыревые преобразователи.

Первыми устр-вами А. были устр-ва на объёмных волнах: линии задержки, осуществляющие задержку сигналов в диа­пазоне частот до 50 МГц, и кварцевые резонаторы, пред­назначенные для стабилизации частоты генераторов (см. Кварцевый генератор). Позднее были созданы акустиче­ские микроскопы и интроскопы.

Наибольшее распространение получили акустоэлектрон­ные устр-ва на ПАВ, что обусловлено малыми потерями на преобразование при возбуждении волн, возможностью управления распространением волн в любых точках звукопровода (на пути распространения волн), а также воз­можностью создания устр-в с управляемыми частотными,фазовыми и др. характеристиками. К таким устр-вам А. относятся: резонаторы на поверхностных акустических волнах, к-рые применяют в качестве узкополосных акустоэлектронных фильтров, а также вводят в контур генера­торов для стабилизации их частоты; линии задержки (в т. ч. для длит. задержки сигналов в элементах памяти); фильтры на поверхностных акустических волнах (напр., по­лосовые, согласованные); устр-ва кодирования и декодиро­вания сигналов и др.

В А. взаимодействие акустич. волн с эл-нами проводи­мости в проводниках и ПП, а также в слоистых струк­турах приводит к таким явлениям, как электронное уси­ление или поглощение акустич. волн, акустоэлектрич. эф­фект (см. Акустоэлектронное взаимодействие) и др. Эти эффекты лежат в основе работы разл. устр-в А.: акустоэлектронных усилителей и акустоэлектронных генераторов, устр-во свёртки и корреляции сигналов, акустоэлектронных фазовращателей, а также устр-в считывания, хранения и записи информации и др.

На взаимодействии световых и акустич. волн в конденсир. средах осн. работа акустооптических устройств (дефлекто­ров, модуляторов, фильтров и др.), использование к-рых позволяет управлять амплитудой, поляризацией, спектр. составом оптич. излучения, а также направлением его рас­пространения. См. также Акустооптика.

Лит.: Викторов И. Д., Физические основы применения ультразву­ковых волн Рэлея и Лэмба в технике, М., 1966; Карийский С. С., Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах, М., 1975; Поверхностные акустические волны — устройства и применения, пер. с англ., М., 1976; Гуляев Ю. В., Проклов В. В., Ш к е р д и н Г. Н., «УФН», 1978, т. 124, в. 1, с. 61—111; Гуляев Ю. В., в кн.: Проблемы современной радиотехники и электроники, М., 1980; Поверхностные акусти­ческие волны, под ред. А. Олинера, пер. с англ., М., 1981; Фильтры на поверхностных акустических волнах, под ред. Г. Мэттьюза, пер. с англ., М., 1981; Островский И. В., «Письма в ЖЭТФ», 1981, т. 34, в. 8, с. 467— 71; Дьелесан Э., Руайе Д., Упругие волны в твердых телах. Приме­нение для обработки сигналов, пер. с франц., М., 1982.

Ю. В. Гуляев.

Похожие:

Акустоэлектроника iconРабочая программа дисциплины (модуля) акустоэлектроника направление подготовки 011200 физика профиль подготовки
Место дисциплины в структуре ооп бакалавриата Дисциплина входит в профессиональный цикл ооп в качестве дисциплины по выбору (б дв...
Разместите кнопку на своём сайте:
kk.convdocs.org



База данных защищена авторским правом ©kk.convdocs.org 2012-2019
обратиться к администрации
kk.convdocs.org
Главная страница