实验系统改进方案和德国粘附性样片测试结果

实验系统改进方案和德国粘附性样片测试结果 实验系统改进方案和德国粘附性样片测试结果陶冶 2014/4/24

目录实验系统改进方案德国样片测试结果未来工作

针对实验系统激光器的改进 保守方法：更换激光器，通过上网和电话咨询，找到两种可以替换的激光器，参数在可使用范围内。创新方法：基于叉指换能器制作表面波激发头，此系统的制作需要大量预研发准备。

LASERTECHNIK BERLIN公司 型号：Nitrogen-Laser MNL 100 High Power（MNL 100HP）关心参数：波长：337.1nm 脉冲能量最大：225uJ 脉冲时间： 3ns 价格：8500 € 总结：这个激光器最大的优点是不需要外加氮气，波长与实验室激光器相同，但是脉冲能量比较小（实验室400uJ），后面扩束镜片可能需要高透膜镜片。脉冲时间3ns可以满足要求。

北京思通博远激光科技有限公司 半导体激光器（可定制）波长做不到337.1nm，但是我们的实验对于波长要求不算苛刻，但当波长达到1000nm以上，Cu对于光的吸收率下降。定制参考参数：波长：532nm 脉冲能量：>400uJ 脉冲时间：<10ns（典型值8ns）价格：7万RMB左右总结：此激光器也可以摆脱氮气瓶，需要电源和激光头两部分，所以价格也稍贵，但是脉冲能量很足，脉冲时间也在可用范围内。

6 表面波激发头 5 4 3 2 1 样片叉指换能器激发表面波示意图基于叉指换能器的表面波激发系统研究叉指换能器能把电极上所加的电能转化为声能，应用这个特性制作表面波激发器。图中，1-6是六个激发模块。

锁相环频率合成器 针对每个模块：包含叉指电极和锁相环频率发生器两部分锁相环频率合成原理图

1-6模块原理相同，只是发射中心频率不同，分别是40M，60M，80M，120M，160M，200M。做到表面波实验实际可用频率的覆盖。继而可以大致计算出6个叉指电极宽度分别为25um,17um,13um,8um,6um,5um.1-6模块原理相同，只是发射中心频率不同，分别是40M，60M，80M，120M，160M，200M。做到表面波实验实际可用频率的覆盖。继而可以大致计算出6个叉指电极宽度分别为25um,17um,13um,8um,6um,5um. 敷金比做成0.5的均匀换能器即可。叉指换能器激发的表面弹性波的强度与它包含的叉指电极周期数N成正比，N越大激发越强。但是叉指换能器所具有的周期数N越大，它的第一对零点之间的频率间隔越小，所以它的频响的带宽也越窄。所以折衷考虑一般叉指对数选择N=8。

6 表面波激发头 5 4 3 2 1 样片叉指换能器激发表面波示意图表面波激发头包含6个模块，模块位置处于激发头前表面竖直方向，这样，激发头激发表面波在竖直方向传播，在和样片接触处对样片进行再激发，产生所需表面波。

1.由于表面波是在表面一到两个波长深度传播，所以激发器和样片接触部分只有宽度小于500um的一条线区域存在表面波激发，完全满足实际实验要求。1.由于表面波是在表面一到两个波长深度传播，所以激发器和样片接触部分只有宽度小于500um的一条线区域存在表面波激发，完全满足实际实验要求。 2.锁相环频率合成器可以和叉指电极一起制作，也可以外接锁相环成品芯片。 3.此激发头可以和压电薄膜探测器以一定距离（2cm即可）固定在一起，一起抬起一起下降。这种设计为系统自动化操作提供了较大可能性。

德国提供样片测试结果： Description of samples 表面波技术粘附性测试结果样片#5粘附性很好，#7和#16粘附性不好，#16最差。

德国提供样片测试结果： Sample #5 KT→∞ KN=10,100,1000PPa Determined KN>1000PPa

德国提供样片测试结果： Sample #7 KT→∞ KN=5, 10, 100, 1000PPa Determined KN=8.5PPa

德国提供样片测试结果： Sample #16 KT→∞ KN=1, 10, 100PPa Determined KN=1.2PPa

未来工作： 1 基于叉指换能器制作表面波激发器的工作比较系统，可以联合刘砚军项目进行前期仿真模拟。 2 用有限元方法进行粘附性仿真是个好方向，但是基于ANSYS的仿真进行不顺利，准备从COMSOL寻找突破口。 3 结合本实验条件，探索优化实验系统的好方案。

谢谢陶冶 2014/4/24

实验系统改进方案 和德国粘附性样片测试结果