Введение к работе
дуальность темы. В настоянім; преыя песьи» перспективными являются разные акустоэлектрокиые устройства обработки сигналов с электрически, унра-гмынн характеристиками. В подобных приборах используется параметрическое (ействие внеганих электрических пли и&гаитнмх полей на характеристик*! яку-іесхмх воли, распространяющихся в нелинейных пьезоэлектрических, члектро-ікциолішх и пьезополупроподпиковых материалах и структурах. В целом, основ-закоиомериостн подобного воздействия изучены, например, в [1-5]. Однако, су-гвуют вопросы, не получившие достаточного освещения в литературе, а именно: не исследовалось влияние влехтрического поля на виергетические характерній объемник акустических воли (ОАВ) вблизи особых направлений; не анализировалось влияние механического состояния кристалла на полевые іктернсткки поверхностных акустических воли (ПАВ) в нелинейных элсктро-:тических кристаллах;
не исследованы характеристики НЛП, распространяющихся в пьелополупровод-пвой структуре врсеянд гаалня- тонкий слой с произвольной пртгподиыомыо, и инке на них внешних электрического и маїпитного нолей. .pout кях>, можно отиетить, что
практическое применение полученных в [.1-8]'завкснмостеЛ коэффициента ynp.v іия от направления распространения акустической голиц при фиксированной :нтааии электрического ноля является затруднительный;
анализ поведения акустических осей в кристаллах при воздействия виеилего tTpH4ecKoro поля проведен лишь в рамках теории возмущений [9], которая пря гаточно больших полях не всегда даст достоверные результаты, [сследояамие пывеуказалимх вопросов представляет не только научный, но в пгичееккй интерес. Поэтому диссертация была завершена разработкой акусто-[троиного датчика пякоеых їиачеинй напряженности электрического поля юощ-одяпочкых СВЧ радиоимпульсов, генерируемых, например, СВЧ генераторами елятивистскнк влектроиных пучках. Подобные генераторы работают, как преви-s рехпые одиночных кыпульсоа, прячем их параметры от ишіульс» к импульсу Гт существенно меняться. Кроме того, генерация т*к!НГ ккпульсов сопровожеда-I высоким уровнем иизкочастотпмх радиопомех, «оторке приводят в тому, что гяе известные методы яэмереяиЛ сталовятся попросту непригодными. В нвегоя-работе предложея иовиЯ принцип иэыереяяя пкхозмг значений «алрякеянсстя
иилей исщішх иаячачпих СЪЧ радксншгульсоп, основанный на нслиигй»;-э« влек-троакусткческом изаимодействии. Проведен теоретический анализ работы подобного датчика, найдены его оптимальные рабочие параметры, что позволило создать действующи макет измерителя [10], отличс-гидийся от известных (11-12] повьгаен-кой помехозащищенностью w локальностью измерений. Цель настоящей работы состоит в :
исследовании анизотропии влияния внешних электрических полей на фазовые скорости ОЛВ и ПЛВ, распространяющихся в нелинейных глектроагустичееккх материалах;
исследовании влиянии механического состояния кристалл» на імгектроакустт!-чесхое взаимодействие на ПАВ в нелинейных пьезоэлектрических н влектростряк-циониых кристаллах;
исследовании поведения акустических осей и изменения энергетических я поляризационных характеристик ОЛВ вблизи особых направлений для кристалле!», помещенных во внешнее электрическое поле;
изучении параметров ПАВ, распространяющихся в пі«зополупроРод!и.їо!юЯ структуре арссинд галлия - тонкий слой с произвольной проводлисстъяз и вляя-кяя на них внешних электрических и магнитных полей;
проведении теоретического анализа' работы и оптимизации параметров датчика натяженности электрического паля мощных одиночных СВЧ раднонклульсок, основанного ни. нелинейных электроакустических эффектах.
Научная новизна рпботм состоит » следующем:
-
Теоретически исследовала анизотропия влияния акецгняхетжтмческих электрических полей на характеристики ПАВ и ОАВ в SrTiO% и LiNbOi, отдельноnpcans-лязяроваиы вклады лннеГыЫХ и квадратичных по полю слагаемых, что позволило впервые объясните ранее известные [13] экспериментальные данные.
-
Теоретически исследовано влияние внесся* элехтричеехпх полей к» поведение лхустячгсхпх осей в LiNbOi к SrTiOs и обнаружено критическое значение поля, пря котором ося с ненулевым индексом Пуакхаря исчезают.
-
Теоретически исследовано, влияние объемной и исткрхг.остпом проводяиостк на хармтеристикії ПАВ, рвеврострайяюгдвхся в структуре GaA*- тоякяй проводя-ар.Я слой Теоретически исследовано влияние внешня* электрического в иггнягпого на характеристики ПАВ R вмгзеуказанньи структурах.
-
Предложен иовы& Пряпцип измерения пяяоеото злачеиня напрякеияеети влек-
рического целя одиночных СВЧ радиоимпульсоа. Пронедени детальний тео[іеіа-еский анализ :і оптимизация параметров измерителя, что позволило создать дей-і'вуюіщіЯ пакет датчика, отличающийся повышенными помехозащищенностью и овальностью измерения.
Достоверность полученных результатовосновывается на як соответствии пркн-ипу симметрии Кюри и известным а литературе экспериментальный результатам.
В диссертации на зшідату выносятся следующие научные положении:
1. Внешнее поле существенно меняет илтфьълеиие переносаънергии, и наибольшее
гклопение, наблюдаемое вблизи направлений с внутренней конической рефракци-
t, составляет G0 н 3 для ниобата лития » титанита стронция соответственно при
ытряженности поля 500 еВ/см. Внешнее поле сохраняет коническую рефракцию,
э форма конуса, образованного векторами скорости переноса энергии, ножей- эиачн-
глыю измениться. При этом величина и анизотропна электрического управления
іссмотренними характеристиками в сильной степени зависят от электрического н
ехаиического состояния кристалла.
-
В кристалле SrTiOs нелинейная электрострпкция оказывает значительно шьшео плияниена величину и анизотропию электроакустического взаимодействия ) сравнению с линейной электрострккцией, хотя последняя является эффектом шее низкого порядка иалости. Для отдельных направлений коэффициенты упра-іения фазовой скоростью вычисленные с учетом и без учета нелинейной злектро-рнкцня могут различаться на 2 порядка.
-
Для механически свободного кристалла гитаяата стронция существует кри-іческое значение напряженности электрического поля, при достижении которого Щешіешіая и смещенная оси касательного н конического типов вырождения с нулевым индексом Пуанкаре, лежащие в одной плоскости с вехтором иапряжен-істи электрического поля, исчезают.
-
На основе нелинейного электроакустического взаимодействия в СВЧ электри-ском поле, сопровождающегося возбуждением ПАВ в нелинейном материале, воэ->жна разработка измерителя пикового значения напряженности электрического ля мощных кратковременных одиночных СВЧ радиоимпульсов. Подбором геоме-ян входного и выходного преобразователей можно получить режим с заданными ірмоя її длительностью выходного сигнала, амплитуда которого пропорциональна к квадрату измеряемой напряженности поля, так и длительности СВЧ рвднони-льса. '
Практическая ценность роботи заключается в следующем:
Р&ссчнтаиы зависимости коэффициента укріплення ОЛВ и ПАВ от напр. яленіш распространения в основных кристаллографических плоскостях LiNlOi SrTiOi для практически реализуемых взаныиых ориентация алектричесхего ІКЦ и ъолаозото вектора.
Изучено влияние алектрнчесхого поля на поляризационные м внергетичесхі характеристики ОАВ, распростр&нягоіцмхся вдоль особых направлений в ЫКЬО* SrTi03.
Изучено влияние механического состояния кристалла на- алектроакустическ взаимодействие на ПАЕ а Sr24"0j к LiATiOj.
Изучены возиохности управления затуханием и скорость» ПАВ, pacnpocTj цяюцххся в пьезогголупровсдішковоя: струхтуре арсенид галлия - тонкий ігрово/ щий елчй как путем изменения параметров структури, так и воздействием ьнещн алектрмческого и магнитного полек.
В целой, изученные алехтрнчески управляешь характеристики ОАВ к Пі показывают возможность разработки высокоэффективных фазових и мшлиту^н модуляторов, переключателей и затворов акустических поди, для различ" ~с . гическлх элементов и других устройств обработки сигналов. При втом всэаоз управление как постояинмм или низкочастотный переменяны, такм высохочлет; иым переменным, вплоть до СВЧ диапазона, ълехтрическим колеи.
Показана возможность создания принципиально ноього датчика викового э чения напряженности СВЧ одиночных радиоимпульсов, основанного на иеякнеііі электроакустическом взаиыодейстьим. Пропеден теоретнческин анализ работы добного датчика и орределенм его опткиалышс параметри.
ЛпроСавдяс работы: Материалы диссертации доклпдьігалисі. на XVI Всероа ской конференции по акустоэлектронихе и физической акустике (Сыктывкар, ]> ка Всемирном конгрессе по ультразвуку (Berlin, 1905); на Всероссийской научно- ничесхой конференции "Электроника и информатика" (Зеленоград, Москва, 10 на семинарах СО ПРЭ РАП; СГУ.
Публикации: По цагеркалаї: диссертации опубликовано 17 печатні»* рай принято к печати б статей. В указанных работах Кузнецовой Н.Е. численно нссл ваны сформулированные совместно с соавторами теоретическиемодели, ігастаїи решаемые задачи и «игерпретировалы полученные результаты.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит вз вьедемкя, четз
