SAW器件是近代聲學(xué)中的表面波理論、壓電學(xué)研究成果和微電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。所謂SAW 就是在壓電固體材料表面產(chǎn)生和傳播的彈性波,該波振幅隨深人固體材料深度的增加而迅速減小。

     與聲表面波對應(yīng)的是體聲波(Bulk Acoustic Wave,BAW),體聲波是在無限大彈性固體內(nèi)部傳播的聲波。在有界媒質(zhì)中傳播的縱波和橫波通常也稱為體波。在各向同性固體中,有兩種以不同速度、相互獨(dú)立的傳播模式,即縱波和橫波。在各向異性固體中,一般有3種以不同速度、相互獨(dú)立的傳播模式,即準(zhǔn)縱波、快準(zhǔn)橫波和慢準(zhǔn)橫波。

      SAW與BAW相比,有兩個顯著的特點(diǎn):第一,能量密度高,其中約90%的能量集中于一個波長的表面薄層中;第二,傳播速度慢,大約是縱波速度的45%,是橫波速度的90%,傳播損耗很小。根據(jù)這兩個特性,人們研制出具有不同功能的SAW器件.

     聲表面波器件由具有壓電特性的基底材料(壓電基片)和其上的兩個聲/電換能器-一叉指換手的手指交叉狀的金屬圖案,它的作用是實現(xiàn)聲/電能量轉(zhuǎn)換。如果在IDT電極的兩端,加入高頻動,IDT可以將這種機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電信號,從兩個電極輸出。IDT借助于半導(dǎo)體平面工藝制作。聲表面波器件的工作原理是:壓電基片左端的叉指換能器(輸入換能器)通過逆壓電效應(yīng)將輸入的電信號轉(zhuǎn)變成機(jī)械振動。這種機(jī)械振動同時激發(fā)出與外加電信號頻率相同的表面聲波,這能器(Interdigital Transducer,IDT)組成。所謂叉指換能器,就是在壓電基片表面上形狀像兩只電信號,IDT 會使壓電材料表面產(chǎn)生機(jī)械振動,這叫做逆壓電效應(yīng)。如果基底材料上出現(xiàn)機(jī)械振 

      聲表面波器件的工作原理是:壓電基片左端的叉指換能器(輸入換能器)通過逆壓電效應(yīng)將聲信號進(jìn)行各種處理,并利用聲/電換能器的特性來完成的。種表面聲波會沿著基底材料表面?zhèn)鞑ァ４寺曅盘栄鼗砻鎮(zhèn)鞑?最終由基片右邊的換能器(輸出換能器)將聲信號轉(zhuǎn)變成電信號輸出。整個聲表面波器件的功能是通過對在壓電基片上傳播的聲信號進(jìn)行各種處理，并且用聲/電換能器的特性來完成。

     叉指換能器的金屬條電極是鋁膜或者金膜,通常用蒸發(fā)鍍膜設(shè)備鍍膜,并采用光刻方法制出所需圖形。壓電基底材料有鈮酸鋰、石英、鍺酸鉍和鉭酸鋰等壓電單晶體。

     迄今已經(jīng)研制成功了許多聲表面波器件,如表面波帶通濾波器、延遲線 、匹配濾波器、溫度傳感器、振蕩器和表面波卷積器等。由于聲表面波器件具有小型、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計靈活等優(yōu)點(diǎn),所以它在雷達(dá)、通信、空中交通管制、電子戰(zhàn)f微波中繼、聲納以及電視 中已經(jīng)或正在得到廣泛的應(yīng)用。聲表面器件的不足之處:第一,由于受工藝的限制,聲表面波器件的工作頻率被局限在 2~3GHz以下;第二,由于它采用單晶材料,制作工藝要求精度高、條件苛刻,因此成本較高、價格較貴。