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: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)變成機械振動。這種機械振動同時激發(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)生機械振動,這叫做逆壓電效應(yīng)。如果基底材料上出現(xiàn)機械振 

      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?。此聲信號沿基片表面?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,所以它在雷達、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。