高功率鲁洒声学：抑制声迁移与温度升高
信号处理
2026-04-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
高频声波 transducer 振荡于 GHz 频率，因其紧凑尺寸而主导移动电话前端，也正在扩展到量子声学、声光学、声-流体、声电和可持续功率转换系统等各种交叉学科领域。然而，正如强振动会“震动”物质并产生热量一样，长期以来一个根本性瓶颈是如何在高功率振动负荷下发挥声学，同时抑制温度升高，尤其是针对基于 IDT 的表面声波 (SAW) 系统。本文提出了层状声波 (LAW) 平台，利用准无限多功能顶层，重新定义机械和热边界条件，以克服高功率声波振动中的三个根本性挑战：自热、热不稳定和声迁移。仅通过利用简化的厚单材料覆盖层实现电-热-机械共设计，该声学平台超越了 SAW 技术中以前以衬底为焦点的热管理。它展示，从顶部边界来看，同时实现 von Mises 应力场的重新分布和高效垂直热散失路径的创建。振荡于 2 GHz 以上的 LAW transducer 实现了在相同功率负荷下 70% 的温度升高降低，首次实现的温度系数频率 (TCF) 为 -13 ppm/C，波动小，且阈值功率密度达 45.61 dBm/mm2——比相同波长下领先的薄膜表面声波 (TF-SAW) 对手单表现高出一个数量级。
引用
@article{arxiv.2603.10557,
title = {Suppressing Acoustomigration and Temperature Rise for High-power Robust Acoustics},
author = {Fangsheng Qian and Shuhan Chen and Wei Wei and Jiashuai Xu and Kai Yang and Junyan Zheng and Zijun Ren and Xingyu Liu and Yansong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.10557},
year = {2026}
}
备注
Main text with supplementary information