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声光技术是60年代初激光器问世后兴起的一门边缘科学和实用技术。由于石英晶体本身良好的物理性质,使其在现代声光技术的发展中一直都占有重要的地位。本文基于压电性能对石英晶体声学性质进行了系统的讨论和研究。
首先,本文对重要物理参数进行系统的研究与推导:解释并且推导石英晶体压电效应和反压电效应;推导并证明压电系数矩阵的相互转换关系;推导并证明压电性能对石英晶体其它物理性能的影响;利用坐标转换的方法推导出石英晶体的劲度系数矩阵、压电系数矩阵、绝对介电系数矩阵的形式。
其次,本文讨论了石英晶体在体波声光器件中的应用:利用本征体波晶体声学基本方程计算三个坐标平面压电修正前后的倒速度曲线,并且利用压电增劲体波晶体声学基本方程系统的计算了相应的机电耦合系数。根据最佳切割方向的选取条件,结合计算数据,得到石英晶体作为体波声光器件的换能器时,分别激发纵波和切变波的最佳切割方向。
最后,本文讨论了石英晶体在表面波声光器件中的应用:从本征表面波晶体声学基本方程和边界条件方程入手,对退耦平面进行求解,计算压电修正前后的表面波倒速度。然后通过对压电增劲表面波晶体声学基本方程的求解,得到石英晶体作为表面波声光器件基底时的最佳切割方向。
本论文的研究和讨论对石英晶体在实际的生产制造工艺技术中的应用以及石英晶体理论研究方面都提供了重要的理论指导和科学依据。