23、压电装置中的波传播分析

压电装置中的波传播分析

1. 引言

在压电装置的研究中，波的传播特性是一个关键的研究领域。不同结构下的波，如表面波、界面波、板中的波以及存在空气间隙时的波，其传播特性各有特点。了解这些波的传播规律，对于压电装置的设计和应用具有重要意义。接下来，我们将详细探讨这些不同类型波的分析方法、特性及相关结果。

2. 表面波分析

2.1 分析模型

考虑在带有薄的非压电半导体硅膜的压电介质半空间中，反平面表面波的传播情况。其结构如图 1 所示，包括自由空间、硅膜和极化陶瓷半空间。

2.2 解析解

• 陶瓷半空间的运动方程 ：反平面运动由以下方程描述：
  • (C_{44}(\xi_1^2 + \xi_2^2) = \rho\omega^2)
  • (\psi = \varphi - \frac{e_{15}}{\epsilon_{11}}u_3)
  • (T_{23} = -c_{44}’u_{3,2} - e_{15}\psi_{,2})
  • (D_1 = -\epsilon_{11}\psi_{,1})
  • (D_2 = -\epsilon_{11}\psi_{,2})
    其中，(C_{44}=c_{44}+\frac{e_{15}^2}{\epsilon_{11}} = c_{44}(1 + K_{15}^2))，(K_{15}^2=\frac{e_{15}^2}{c_{44}\epsilon_{11}})。