有限长叉指换能器激发表面波及体波声场的数值模拟

摘要

采用数值方法,模拟了有限长叉指换能器(IDT)在半无限大压电晶体中激发的表面波和体波声场在晶体界面上的分布情况.在数值模拟所得结果的基础上,将频率域内的位移分量做傅立叶反变换得到时间域内声波脉冲振幅随时间的分布,并对界面上三个位移分量含有的声波模式进行分析,其中场位移分量1沿波的传播方向,位移分量2为平行于IDT指条方向,位移分量3沿基片表面法线方向.分析结果表明,界面上各位移分量中除Rayleigh波外,还含有不同比例的体波成分.其中,在位移分量1和位移分量3中占主要成分的是准纵波,在位移分量2中占主要成分的是准慢切变波.它们均按照指数方式在表面上进行传播衰减,其中准慢切变波的衰减速度小于准纵波的衰减速度.IDT指条数相对较多时的体波振幅要大于指条数相对较小时的体波振幅,且在距离IDT较近的范围内IDT指条数相对较多时体波衰减更快.