Акустические материалы

АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, предназначены для создания акустоэлектронных и акустооптич. устройств, использующих явления, возникающие при распространении упругих волн в среде (фотоупругость, пьезоэффект, акустоэлектрич. эффект и др.). Св-ва акустических материалов, используемых в акусто-электронике, приведены в табл. 1-3. Обозначения в табл.: L - объемные продольные ультразвуковые волны, S - объемные сдвиговые, или поперечные, волны; К - коэф. электромех. связи, характеризующий эффективность преобразования электрич. энергии в упругую и обратно; F-скорость распространения звуковой волны; В-коэф. затухания ультразвука; в квадратных скобках-индексы Миллера для разл. кристаллографии, направлений ([100], [010] и [001]-направлен и я соотв. вдоль осей х, у и z; [110]-под углом 45° к осям х и у; [111]-вдоль пространственной диагонали куба).

Табл. 1.-СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

Т а б л. 2 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ УСТРОЙСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА ОБЪЕМНЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛНАХ

Табл. 3. СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ УСТРОЙСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛНАХ

* Скорость волн Рэлея-поверхностных волн с направлением смещения, перпендикулярным граничной пов-сти.

Табл. 4.-СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ЗВУКОПРОВОДОВ АКУСТООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Материал	Плотн., г/см3	V, м/с	в*10-7, дБ/(мкс*Гц2)	М2*1015, с3/кг	Показатель преломления		мкм	Свет		Звук
								мкм	поляризация	тип волны	направление распространения волны*
					n0	пе
Плавленый кварц	2,200	5960 3760	0,71 0,33	1,56 0,46	1,46 1,46	—	0,2-4,5 0.2-4,5	0,63 0.63	1 || или 1	L S	—
Иодноватая к-та**	4,63	2890	0,29	39	—	—	0,3-1,8	0,63	[010]	L	[010]
НIO3		2440	—	86	—	—	0,3-1,8	0,63	[100]	L	[001]
Диоксид теллура	5,99	4200	0,42	34,5	2,259	2,412	0,35-5,0	0,63	[100]	L	[001]
ТеО2		617	из	793	2,259	2,412	0,35-5,0	0,63	Круговая	S	[ПО]
Ниобат лития	4,628	6550	0,012	27,4	2,29	2,20	0,4-4,5	0.63	II [001]	L	[100]
LiNb03		7330	0,025	6,4	2,29	2,20	0,4-4,5	0.63	1 [001]	L	[001]
Теллур	6,25	2200	0,44	4400	4,80	6,25	5-20	10,6	II [1120]	L	[1120]

* Совпадает с направлением смещения в звуковой волне. ** Главные значения показателя преломления: п. = 1,98, п_ь = 1,96, п_е = 1,84.

Осн. элементы акустоэлектронных устройств, для изготовления к-рых используют акустические материалы,-преобразователи электрич. энергии в акустическую и наоборот, а также звукопроводы. Для возбуждения и приема объемных волн используют пьезоэлектрич. преобразователи на основе монокристаллов кварца, LiNbO₃ и др.

Типичные акустические материалы для звукопроводов устройств, работающих на объемных волнах (т. наз. линий задержки), - монокристаллы NaCl и др. галогенидов щелочных металлов, кварца, гранатов, кварцевое стекло, а также спец. стекла, металлич. сплавы и др. материалы, характеризующиеся малым В. Для устройств, работающих на поверхностных акустич. волнах (полосовые фильтры, устройства акустич. памяти, корреляц. обработки и др.), используют пьезо-, сег-нетоэлектрики и полупроводники. Св-ва основных акустических материалов для этих устройств приведены в табл. 3. Перспективные материалы-LiIO₃, LiTaO₃, Bi₁₂GeO₂₀, Bi₁₂SiO₂₀, TeO₂, пленки ZnO и A1N на сапфире.

Акустические материалы в акустооптике предназначены для изготовления модуляторов, дефлекторов, фильтров и др. устройств, работающих на основе взаимод. лазерного излучения (электро-магн. волн) со звуковыми волнами. Эти материалы должны быть прозрачными в соответствующей области оптич. спектра лазерного излучения. Осн. характеристики этих материалов приведены в табл. 4. Обозначения в табл.: М₂-акустооптич. кач-во материала (M₂ = pn⁶/pV³, где р-упругооптич. постоянная, п-показатель преломления, -плотн. материала); n₀ и n_e - показатели преломления для обыкновенного (поляризованного в главной плоскости) и необыкновенного (поляризованного перпендикулярно главной плоскости) лучей света в одноосных кристаллах; -диапазон прозрачности;-длина волны света; значки || и обозначают поляризацию света соотв. вдоль и поперек направления распространения звука.