Добротность кварца

Рамана—Ната 439 Добротность кварца 456 [c.573]

Кристаллы кварца отличаются очень высокой механической добротностью (б-Ю" —10 и выше у синтетических кристаллов) и малыми значениями tg б (не более [c.559]

Кристаллическая структура граната хотя и сложна, но хорошо изучена Существенным отличием структуры граната от структуры шпинели является полное заполнение ионами металла всех тетраэдрических и октаэдрических пустот. Это способствует большой стабильности решетки граната (акустическая добротность граната такая же, как у лучших кристаллов, например, кварца—10 . [c.35]

Принцип построения электрич. схемы К. г. и его действия такие же, как и у обычных генераторов электромагнитных колебаний. Параметры колебат. системы выбирают так, чтобы большая часть энергии была сосредоточена в кварцевом резонаторе. В этом случае генерируемая частота определяется гл. обр. высокостабильной собств. частотой кварцевого резонатора, к-рый является объёмной механич. колебат. системой, выполненной в виде пластины, кольца или бруска, вырезанных определённым образом из кристалла кварца. Такой пьезоэлектрический резонатор обладает очень малыми потерями энергии нри колебаниях и высокой добротностью 10 ч-10 . Кварцевый резонатор механически очень прочен, химически стоек, нечувствителен к влажности, его собств. частота мало зависит от темп-ры. Кроме того, кварцевый резонатор имеет малые размеры, что облегчает его защиту от внеш. воздействий. [c.345]

Несколько ранних экспериментов [46-49] показали, что при распространении по волоконному световоду мощного импульса накачки на длине волны 1,06 мкм от Nd ИАГ-лазера с синхронизацией мод и модуляцией добротности происходит генерация второй гармоники и суммарной частоты вида со, -t- oj. Эффективность преобразования составляла около 0,1% как для суммарной частоты [49], так и для второй гармоники [52]. Такая высокая эффективность неожиданна для параметрических процессов второго порядка, поскольку восприимчивость второго порядка связана с нелинейным откликом электрических диполей, следовательно, близка к нулю в изотропных материалах, каким является плавленый кварц. Существует несколько нелинейностей высших порядков, которые могут создать эффективную для таких процессов наиболее важны среди них нелинейности на дранице сердцевины и оболочки и нелинейности, связанные с квадрупольным и магнитным моментами. Однако детальные расчеты показывают [53], что эти нелинейности могут дать увеличение эффективности преобразования максимум до 10 даже при условии фазового синхронизма. Видимо, более высокие эффективности параметрических процессов второго порядка связаны с другим механизмом. [c.309]

Для точечной группы тт2, к которой принадлежит ниобат бария-натрия, имеется три независимых нелинейных коэффициента йз1, йзг, йзз [1]. Величины этих коэффициентов были вычислены по результатам измерения выхода мощности второй гармоники на длине волны 0,532 мкм при использовании сфокусированного излучения ИАГ Nd-лазера (Л = 1,064 мкм) с непрерывной накачкой и периодической модуляцией добротности [1, 34]. Коэффициенты ниобата бария-натрия оценивались относительно коэффициента du кварца (табл. 5.3). Некоторая разница в полученных различными авторами значениях нелинейных коэффициентов НБН объясняются, видимо, различием качества использовавшихся кристаллов. [c.193]

Широта применения кварца обусловлена уникальным сочетанием превосходных упругих свойств, обеспечивающих достижение механической добротности до и более, с наличием ряда [c.138]

Оценка величины потерь, выполненная методом снятия резонансных кривых с заполнением излучателя водой и без воды, с последующим вычислением соответствующих добротностей, показала, что на полезное излучение тратится 38% подводимой к керамическим пластинам колебательной мощности. Некоторое уменьшение по сравнению с к.п.д. предыдущей конструкции объясняется увеличением потерь, связанных с повышением частоты с 0,5 до 1,0 Мгц, и тем, что керамика вообще обладает большими механическими и диэлектрическими потерями, чем кварц (см. табл. 1) [c.200]

Для пластинок из таких добротных материалов, как кварц, корунд и т. д., потери на излучение преобладают над внутренними уже при колебаниях в воздухе. [c.190]

Кристаллы кварца обладают очень высокой механической добротностью Си. Для обычных образцов О., = 5-10 10 , а для лучших кристаллов достигает 10 Это обеспечивает весьма высокую частотную избирательность кварцевых резонаторов. Другим ценнейшим свойством кварца является высокая стабильность его параметров от самых низких температур до точки 5 — а перехода при 573° С (температура плавления 1700° С) и наличие срезов с нулевым температурным коэффициентом частоты. [c.237]

Пьезокварцевый элемент (в виде резонатора) как колебательный контур может быть использован и в качестве полосового электрического фильтра, предназначенного для пропускания частот, близких к собственной частоте колебаний этого контура. Высокая добротность и избирательность кварца позволяют строить кварцевые фильтры с узкой полосой пропускания в области частот от единиц до [c.134]

Пластина, вырезанная из кварца, эквивалентна по своим свойствам колебательному контуру, обладающему высокой добротностью. [c.812]

Маятник является одним из древнейших физических приборов. С помощью крутильных маятников были открыты законы гравитационного и электрического взаимодействий, измерено давление света, выполнено множество других физических экспериментов. В последнее время предложен и реализуется ряд новых экспериментов для изучения фундаментальных свойств материи, в которых очень малые силы измеряются с помощью крутильных маятников. Чувствительность таких экспериментов зависит от того, насколько ослаблены сейсмические возмущения, действующие на маятник, а также от стабильности его параметров, например, упругих свойств нити подвеса. Но даже если устранены все внешние возмущающие воздействия, остается один принципиальный источник флуктуаций его амплитуды и фазы колебаний. Это хаотическое тепловое движение молекул в нити подвеса и подвешенном теле. Действующая на него флуктуационная сила зависит от температуры и от добротности маятника. Чем выше добротность маятника, тем медленнее затухают его колебания и диссипирует его энергия, превращаясь в тепло, т.е. хаотическое движение молекул. Это означает, что ослабевает и обратный процесс раскачки маятника хаотическим движением молекул, т.е. уменьшается флуктуационная сила, действующая на маятник. Для того, чтобы уменьшить затухание, тело и нить подвеса изготовляют из высококачественного плавленого кварца — материала с низкими потерями упругой энергии, а также принимают специальные меры для исключения других источников диссипации энергии. В результате добротность крутильных маятников достигает величины -10 . [c.37]

Применительно к использованию кварца для модуляции, в частности в светодальномерах, исследовались электрооптические свойства пластин АТ-и ВТ-срезов. На срезах ВТ получено, что в постоянном поле Е = Esin 49° изменение обыкновенного показателя преломления при изменении напряженности поля на 1 GSE равно величине Атг/АЕу = 3,3 10 , а в переменном поле на резонансной частоте это изменение равно 3,3, 10" . Таким образом, в соответствии с высокой добротностью кварца одно и то же переменное поле при резонансных колебаниях вызывает [c.198]

В акустоэлектронике в СВЧ диапазоне (10—1000 МГц) находят применение монокристаллпч. ферриты-гранаты на основе редкоземельных элементов. Основное их достоинство — малые потери и высокая механич. добротность. У ИФГ (2 10 на частоте 10 МГц, что на 1—2 порядка превышает добротность кварца, tgP = = 0,03 на частоте 20 МГц. Другие свой- [c.196]

Для пьезоэлементов из природного кварца обычно допускают температуру (—50) (+90)° G. Если необходима высокая стабилизация частоты, пьезоэлемент помещается в камеру (термостат), где автоматически по,пдерживается неизмененная температура. Природный кварц в последнее время заменяют синтетическим кварцем, имеющим ряд преимуществ. Так, добротность иьезоэлемента из природного кварца резко надает при нагревании до 250° С пьезоэлементы из синтетического кварца сохраняют высокую Добротность 5-10 при температуре до 500° С. Для устранения внутренних дефектов строения синтетического кристалла вырезанный из него брусок предварительно выдерживают при 500° С под напряжением в течение 48 ч создаваемая напряженность поля имеет величину 500 в1см и направлена по оси 2. После такой обработки из бруска кварца могут быть вырезаны пластинки под различными углами относительно осей х, у, z такие пластинки именуют срезами (рис. 11.6). > [c.161]

Этилендиаминтартрат (ЭДТ) QHuNaOg представляет собой пьезоэлектрический кристалл, сравнительно легко выращиваемый в лабораторных условиях. Значение ньезомодулей у него выше, чем у кварца и достигает примерно (7 -ь 10)-10" м1в. Кристалл имеет ряд срезов с близким к нулю значением ТКЧ и при низких частотах используется в кристаллических фильтрах и стабилизированных генераторах. Кристаллы ЭДТ имеют более низкую механическую прочность и добротность, нежели кварц. [c.161]

П. р. широко используются в радиотехнике, электронике, электроакустике и др. в качестве фильтров, резонаторов в задающих генераторах, резонансных пьезопреобразователей и пьезотрансформаторов. Пьезоэлектриком в П. р. служит кристалл кварца или пьезо-керамика с малыми потерями. Кварцевые резонаторы применяются в качестве резонансных контуров генераторов злектрич. ВЧ-колебаний. Высокая добротность (10 — 10 ) кварцевого резонатора определяет малый уход частоты генератора от её номинального значения 1(10 — Ю )%] при изменении окружающей темп-ры, давления и влажности. Разработаны микроминиатюрные кварцевые резонаторы на частоты колебаний 30 кГц — 8,4 МГц, нашедшие применение в электронных часах, системах электронного зажигания двигателей внутр. сгорания и др. П. р. на основе кварца используются в акустоэлектронных устройствах фильтрации и обработки сигналов монолитных ньезо-электрич. фильтрах, а также фильтрах и резонаторах на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Оси. достоинство резонаторов на ПАВ — возможность использования в устройствах стабилизации частоты и узкополосной фильтрации в диапазоне частот 100— 1500 МГц. Пьезоэлектрич. фильтры из пьезокерамики, как правила, многозвенные, изготавливают на частоты 1 кГц — 10 МГц. При этом на частотах до 3,5 кГц используют биморфные пьезоэлементы, когда П. р. совершает резонансные колебания изгиба по грани в [c.192]

Ризл — добротность преобразователя (для кварца) при двустороннем излучении в воду ( из = 7,5 при одностороннем излучении, в воду (другая сторона в воздухе) ( иэл = 15 [c.414]

Кристаллы кварца, дигидрофосфата аммония и сегпетовой соли, применявшиеся на ранних этапах развития ультразвуковой-гидроакустической техники, в настоящее время практически полностью вытеснены пьезокерамикой, имеющей более высокую пьезоэлектрическую эффективность, стабильность характеристик и возможность промышленного изготовления из нее пьезоэлементов сложной конструкции и больших размеров. Для мощных излучателей, в которых можно опасаться разогрева, применяют керамику с большой механической добротностью и малыми диэлектрическими потерями ЦТС-23, ТБК-3, PZT-8. Интенсивность излучения может достигать нескольких ватт на квадратный сантиметр при КПД порядка 50—90% [54, 55]. [c.143]

Изменение скорости звука в классических пьезоэлектриках (кварц, дигидрофосфат калия, силикосилленит) с помощью электрического управления упругими постоянными кристалла [73]. Из-за больших собственных внутренних полей пьезоэлектриков этот эффект невелик и позволяет, например, перестраивать частоту пьезорезонатора на несколько сотых долей процента (рис. 5.8,а). Тем не менее благодаря высокой добротности таких пьезоэлектриков, как кварц или ниобат лития, этот эффект перестройки находит техническое применение, например в ПАВ-конвольверах [46, 64]. [c.156]

Ниобат и таиталат лития, обладающие более высокими, чем кварц пьезомодулями и коэффициентами электромеханической связи (см. табл. 22.3), во многих областях применения вытесняют кварц. Использование этих кристаллов в фильтрах вместо кварца позволяет получить большую широкополосиость при меньших габаритах, более низкое сопротивление в полосе прозрачности, большую изоляцию от паразитных колебаний. Механическая добротность Q ниобата и танталата лития сохраняет высокое значение (10 —10 ) до СВЧ-диапазона, тогда как у кварца она максимальна при частоте 1 МГц, а выше 100 МГц снижается до значений, меньших 10 . Поэтому использование кристал- [c.239]

Схемы генераторов со стабилизирующими квардевы-ми резонаторами (кварцевых генераторов) принципиально не отличаются от схем генераторов, имеющих обычные колебательные контуры. Принципиально для кварцевых генераторов приемлемы схемы двух типов осцилляторные схемы (рис. 59, а, б) и схема затягивания (59, в). В схеме 59, а кварц, вк.люченный между сеткой и катодом лампы, играет роль обычного колебательного контура высокой добротности. Необходимые для его самовозбуждения фаза и амплитуда обратной связи (осуществляемой через емкость анод — сетка лампы) подбираются настройкой колебательного контура в анодной цепи лампы. В схеме рис. 59, б кварц включен между сеткой и анодом. Колебательный контур в анодной цепи также служит для регулировки обратной связи, осуществляемой с учетом меж-электродной емкости сетка — катод. В схемах затягивания (рис. 59, в) кварц связан индуктивно с колебательным контуром генератора. Стабилизирующее действие вторичного контура кварца в данном случае основано на явлении затягивания, состоящего в том, что контур кварца, обладая малым затуханием (высокой добротностью), навязывает свою частоту первичному контуру при незначительных расстройках его собственной частоты. Схемы с затягиванием менее стабильны и на практике не применяются. [c.134]

Пьезомодули имеют следующие значения d — = —2,25-10 2 м/В, di4=0,85-10- 2 м/В. Их значения меньше, чем у сегнетовой соли, но кварц отличается высокой физической и химической стабильностью, особенно высока у него механическая добротность Qm, достигающая нескольких десятков тысяч. Плотность кварца равна 2650 кг/м температурный коэффициент линейного расширения— 7,97-10- К , удельное сонротивление р= =3-10 2 Ом-м, относительная диэлектрическая проницаемость параллельно оптической осн (оси z) е п =4,6, а в перпендикулярном ей направлении Erj =4,5. Квар-певые вибраторы могут быть изготовлены не только из пластин, перпендикулярных оси 2. Если угол между нормалью к плоскостн пластины и осью 2 равен 55 или 138°, то можно получить пулевой температурный коэффициент частоты. Кварц используют для изготовления резонаторов, пьезоэлектрических вибраторов, кварцевых фильтров и для других целей. Без кварца нельзя обойтись в технике связи. [c.299]

Из пьезоматериалов наибольшее применение получила пьезокерамика цирконат-титанат свинца (ЦТС). Кварц применяют, если необходимо обеспечить высокостабильные изменения. Метаниобат свинца имеет низкую механическую добротность, и его можно применять без демпфера. Кроме того, у него очень малы радиальные колебания, являющиеся источником помех. Ниобат лития имеет высокую температуру точки Кюри (1160 °С). [c.216]

Излучатели из титаната бария имеют сравнительно невысокий к. п. д., приблизительно 50% (для кварца к. п. д. примерно 75%) и низкую добротность. Точка Кюри для него около 120° С, термостойкость ниже кварца. Это обстоятельство ограничивает максившльную удельную интенсивность при непрерывном излучении 2 -Ь 5 вт/сж (у кварца 10 вт/см ). Получение больших интенсивностей требует охлаждения излу ющей поверхности. [c.298]

Дюкуэнг [15] наблюдал флуктуации коэффициента, связывающего величины /2 и I] для различных импульсов рубинового лазера с модулируемой добротностью. Иногда импульс с меньшей интенсивностью излучения основной частоты давал более мощную гармонику. Однако между двумя нелинейными процессами одного порядка, вызванными одним и тем же лазерным импульсом, существует регулярное соответствие, не подверженное флуктуациям (для их наблюдения излучение лазера разделяется на две части с помощью полупрозрачного зеркала). Этот метод позволяет получить надежные относи-сительные величины нелинейной восприимчивости. На фиг. 21 приведена схема экспериментальной установки, на которой измерялась нелинейная восприимчивость GaAs ее величина определялась по отношению к нелинейной восприимчивости, обусловливающей генерацию второй гармоники в KDP или кварце. Если перед кварцевым кристаллом помещалась рассеивающая пластинка из матированного стекла, не обладающая поглощением, то указанное регулярное соответствие нарушалось. Пространственное распределение мод в двух образцах нелинейного вещества переставало быть идентичным. Этот эксперимент убедительно показывает, что в импульсе рубинового лазера генерируются одновременно несколько мод [c.208]

В качестве звукопроводов для устройств А. применяются искусственно выращиваемые монокристаллы диэлектриков, пьезоэлектрпков, полупроводников, в зависимости от назначения и характеристик устройства. В большинстве случаев — это пьезоэлектрич. монокристаллы кварца, ниобата лития, германата висмута, отличающиеся хорошими пьезоэлектрич. свойствами и высокой акустич. добротностью. Для изменения направления распространения акустич. пучка, что необходимо для увеличения времени задержки сигнала, в УЗ-вых линиях задержки и других устройствах применяются отражатели. В случае объёмных волн — это хорошо отполированные свободные плоские поверхности монокристаллпч. звукопровода, в случае ПАВ — решётки с периодом й пз металлич. или дп-электрич. полосок или канавок в звукопроводе (рпс. 1, б, в), установленные перпендикулярно плп наклонно к падающей волне. Интерференция ПАВ от большого чпсла отражателей позволяет получить высокий коэфф. отражения - отр узкой полосе частот. Так, при 100 полосках iioтp достигает 98% в узкой полосе с центральной частотой /о = гдо Сп — скорость ПАВ. [c.43]

Неполярные пьезоэлектрики характеризуются, как правило, малыми значениями относительной диэлектрич. проницаемости 8 — 2,5—20 и пьезомодулей с1 2—5)-10"12 Кл/Н и соответственно малым коэфф. электромеханич. связи К 0,1—0,2. Малые диэлектрич. потери и высокая механич. добротность (до 10 ), слабая зависимость свойств от темп-ры и давления благоприятствуют использованию этих П. в радиоэлектронике (электромеханич. фильтры и различные стабилизирующие устройства), а также в излучателях УЗ, работающих в области высоких частот (десятки МГц и выше). Наиболее важные представители неполярных П.— кварц, хлорат и бромат натрия, сульфат никеля, хлорид, бромид и иодид натрия. Нек-рые из П. имеют относительно высокую электроннодырочную проводимость и образуют группу пьезополупроводников (напр., сульфид и селенид кадмия, германат висмута, окись цинка), к-рые применяются в акустоэлектронике в качестве материала для пьезополупроводниковых преобразователей. [c.277]

Полученное выражение для полного сопротивления фильтра с кварцевыми пластинами по форме совпадает с выражением для сопротивления параллельного плеча полосового фильтра типа т (фиг. 109, в), и, следовательно, если не принимать в расчет потери, то можно получить ячейку фильтра с полосой пропускания между двумя максимумами затухания, равной 8,5% [22]. Однако фильтр такого типа не нашол практического применения вследствие того, что потери энергии в последовательно включенной катушке оказывают существенное влияние на реальную характеристику фильтра. Поэтому если учесть потери в катушке индуктивности Ьд, то выигрыш, получаемый от кварцевого фильтра, по сравнению с АС-фильтром оказывается незначительным. На частотах последовательного резонанса полное сопротивление определяется активным сопротивлением пос4гедовательно включенных катушек индуктивности, Если сравнивать цепи, имеющие ту же добротность Q, что и последовательно включенная катушка индуктивности />0) то можно показать, что при последовательных резонансах активное сопротивление возрастет приблизительно вдвое по сравнению с сопротивлением кварца и катушки. Следовательно, так ая комбинация дает увеличение добротности вдвое по сравнению со схемой, содержащей только конденсатор и катушку инду1 -тивности. Однако такое повышение добротности не достаточно для того, чтоб >1 обеспечить необходимое увеличение избирательности. [c.413]

Кварцевые резонаторы обладают такой высокой добротностью, что се трудно измерить (добротность определяется способом крепления кристалла, а не потерями в материале). Результаты измерений [47] с деформациями сдвига приведены на фиг. 127. На частотах выше 1 Мгц добротность уменьшается обратно пропорционально частоте, в то время как на частотах ниже 1 Мгц она приходит в соответствие с экспериментально полученными значе-ниямн добротности для металлов. Механизмы внутреннего трения в природном и синтетическом кварце подробно рассмотрены в гл. И третьего тома этой серии. [c.433]

Преобразователи другого типа, используемые в фильтрах, изготовляются пз поликристаллической пьезокерамики, обладаюш,ей значительно большим коэффициентом электромеханической связи, чем кварц, и соответственно существенно пониженной добротностью (( 400). Основные свойства керамики и методы улучшения ее основных параметров подробно описаны в гл, 3. Для фильтров применяются две разновидности пьезокерамических материалов титанат бария с добавками титаната свинца и титаната кальция и титанат-цирконат свинца типа РгТ-6, свойства которых рассматриваются в гл. 3. При добавлении к титанату бария (80%) 12% титаната свинца и 8% титаната кальция ) [52] точка второго фазового перехода снижается, а температура Кюри повышается. Керамика такого состава имеет следующие свойства частота в диапазоне температур от — 20 до + 60° С изменяется не более чем на 0,2%, радиальный коэффициент электромеханической связи превышает 20%, а добротность достигает 1500. Сравнительно болыиое изменение свойств при старении, происходящее в течение длительного времени, ограничивает использование этого материала в фильтрах, нредиазпаченных для ответственных целей. [c.439]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...