【声波】声表面波在光栅结构中的反射系数Matlab仿真

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🔥 内容介绍

一、研究背景

在现代声学与传感器技术领域，声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）器件凭借其体积小、灵敏度高、功耗低等优势，广泛应用于通信、传感、滤波等多个领域。光栅结构作为一种常见的声表面波调控元件，能够通过对声表面波的反射、透射和衍射等作用，实现对声表面波传播特性的精确控制。而反射系数作为描述声表面波在光栅结构中反射特性的关键参数，深入研究其变化规律和影响因素，对于优化声表面波器件性能、拓展其应用范围具有重要意义 。例如，在声表面波滤波器设计中，精确掌握反射系数有助于提高滤波器的选频特性和带外抑制能力；在声表面波传感器中，反射系数的变化可用于检测外界物理量的微小变化。

二、声表面波与光栅结构原理

2.1 声表面波基本特性

声表面波是沿固体表面传播的弹性波，其能量主要集中在表面几个波长的深度范围内，传播速度远低于电磁波。声表面波的传播特性由介质的弹性常数、密度等物理性质决定，常见的声表面波类型包括瑞利波（Rayleigh Wave）和乐甫波（Love Wave）等。在实际应用中，声表面波通常由叉指换能器（Interdigital Transducer，IDT）激发和接收，通过电 - 声、声 - 电转换实现信号的处理。

2.2 光栅结构原理

光栅结构是由一系列周期性排列的散射体组成，这些散射体可以是表面刻蚀的沟槽、凸起，或者是材料性质不同的区域。当声表面波传播到光栅结构区域时，由于光栅的周期性调制作用，声表面波会发生反射、透射和衍射现象。根据布拉格衍射原理，当声表面波的波长与光栅周期满足特定关系时，会产生强烈的反射和衍射，形成特定的声波场分布。这种特性使得光栅结构能够对声表面波的频率、相位和幅度等参数进行有效调控。

三、声表面波在光栅结构中反射系数的理论推导

⛳️ 运行结果

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🔗 参考文献

[1] 宋海英.飞秒激光表面纳米结构化的表面双等离子共振机制的研究[D].北京工业大学[2025-06-08].DOI:CNKI:CDMD:1.1018.704080.

[2] 黄永光.飞秒激光诱导金属表面微纳米结构的基础研究[D].北京工业大学[2025-06-08].DOI:CNKI:CDMD:1.2010.108029.

[3] 黄金国.微结构表面红外热辐射特性调控方法研究[D].南京理工大学,2015.DOI:10.7666/d.Y2976437.

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