🗊Презентация Акустоелектроніка. Основні принципи та уявлення

АКУСТОЕЛЕКТРОНІКА №1 Основні принципи та уявлення

Предмет акустоелектроніки Акустоелектроніка базується на поширенні пружних або акустичних хвиль (АХ) в твердих тілах. За допомогою АХ здійснюються такі види обробки сигналів в діапазоні частот 10 МГц – 2 ГГц: Затримка Фільтрація Згортка та кореляція Підсилення та генерація В приладах АЕ використовуються такі акустичні явища та ефекти: Генерація, поширення, перетворення та детектування об’ємних та поверхневих АХ Прямий та зворотній п’єзоелектричні ефекти Перетворення електричного сигналу в акустичний та навпаки Електронне поглинання та підсилення АХ Акустоелектронні та акустомагнітні ефекти, акустопровідність Нелінійні акустичні явища: генерація гармонік, параметричне підсилення, акустоелектронні домени Взаємодія АХ та світла в твердих тілах, дифракція, модуляція та сканування світла АХ

Деформації твердого тіла. Закон Гука. Види деформацій: пружні (зникають з припиненням дії зовнішніх сил) та пластичні (залишаються в тілі після припинення дії зовнішніх сил). Малі пружні деформації описуються Законом Гука (Robert Hook, відкрито 1660 р.), який розглянемо спочатку для ізотропних середовищ.

Деформації розтягування та стискання

Деформація зсуву

Закон Гука для анізотропних середовищ

Швидкість акустичних хвиль Вздовж вісі стержня буде поширюватись хвильовий імпульс стискання (хвильовий процес). Такий тип хвильового процесу, що виникає при пружних деформаціях стискування та розтягування, зветься повздовжніми акустичними хвилями.

Швидкість звуку у різних середовищах Швидкість звуку в газах при нормальних умовах:

Діапазон існування акустичних хвиль

Співставиво силу звука з деякими різними шумами: Співставиво силу звука з деякими різними шумами:

Ультразвук Інфразвук

Переваги АХ для застосування в системах обробки сигналів

Типи коливань в ізотропних необмежених середовищах Повздовжні хвилі (або хвилі стискання)

Типи коливань в ізотропних необмежених середовищах

Хвилі в анізотропних середовищах В анізотропному середовищі в будь-якому напрямку можуть поширюватися 3 хвилі, жодна з яких не є чітко повздовжньою або ж чітко поперечною: квазіповздовжня хвиля (вузли кристалічної гратки зміщуються вздовж напрямку, яке утворює з хвильовим фронтом кут, відмінний від нуля); швидка квазіпоперечна хвиля; повільна квазіпоперечна хвиля. Поляризації таких хвиль, що поширюються з різними швидкостями, є взаємно перпендикулярними. Відповідно, потоки енергії, які визначають напрям переносу енергії для кожної з хвиль, утворюють різні кути з хвильовими векторами. Такі хвилі не являють інтересу для практики через багатомодовість. Вихід – вибирати такі особливі напрямки в анізотропних кристалах – вісі симетрії – вздовж яких поширюються чисті моди (напрям чистої моди) - для них напрям переносу енергії та хвилевий вектор будуть паралельними, як в ізотропному кристалі.

Висновок

Дякую за увагу!