阮 鹏,陈智军,2,付大丰,张亦居,王萌阳

(1.南京航空航天大学自动化学院,江苏南京 210016; 2.南京大学近代声学教育部重点实验室,江苏南京 210093)

声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)是一种沿固体表面传播的弹性波,能量集中在固体表面1～ 2个波长的范围内[1],可利用沉积在压电基片表面的叉指换能器(Inter-digital Transducer,IDT)来有效激发[2].SAW器件在通信、传感、射频识别等领域都有着极为广泛的应用,最常见的结构为“半无限压电基片-叉指换能器”形式[3-4].随着研究的不断深入,出现了各种改进的SAW器件结构,譬如在叉指换能器表面溅射一层薄膜的乐甫波(Love Wave)器件[5].由于适合液体检测,乐甫波器件成为声表面波器件的研究热点[6-7].

在对声表面波器件的研究过程中,器件仿真工作是器件设计和制作的基础,通过仿真可以提高设计效率、减少制造过程中的材料浪费等.声表面波器件的仿真可基于脉冲响应模型、等效电路模型、耦合模型等方法,通过编写代码进行数值分析[8].随着ANSYS、ANSOFT、COMSOL等大型有限元分析软件的出现,可利用上述软件对SAW器件进行仿真分析,从而省去人工编写代码的繁琐流程[9].

与ANSYS、ANSOFT等有限元仿真软件相比,COMSOL具有以下显著特点:①完全开放的架构,用户可以自由定义所需专业的偏微分方程;②专业的计算模型库,内置各种常用的物理模型,用户可以选择参考并进行必要的修改;③丰富的后处理功能,可根据用户需要进行各种数据、曲线、图片及动画的输出与分析[10].

本文基于COMSOL建立了SAW器件的有限元分析模型,得到了……