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第一章 绪 论
1.1引言
声表面波（Surface Acoustic Wave,简写SAW）是英国物理学家瑞利（Lord Rayleigh）在19世纪80年代研究地震波过程中偶而发现的一种能量集中于地表面传播的声波。近几十年来，人们对SAW基本性质的认识越来越深入，1949年美国贝尔电话实验室发现了LiNbO3单晶，1964年发表了用于激发弹性表面波的平面结构换能器的专利，特别是在1965年，美国的怀特（R. M. White）和沃尔特默（F. W. Voltmov）在应用物理杂志上发表了题为“一种新型声表面波声－电转换器”的论文，从而取得了声表面波技术的关键性突破。能在压电材料表面激励声表面波的金属叉指换能器（Inter-digital Transducer，简写IDT）的发明，大大加速了声表面波技术的发展，相继出现了许多各具特色的声表面波器件，使这门年轻的学科逐步发展成为一门新兴的、声学和电子学相结合的边缘学科。它的最早的应用是在广播、电视领域作频率稳定的滤波器之用。现在声表面波技术的应用已涉及到许多学科领域，如地震学、天文学、雷达通信及广播电视中的信号处理、航空航天、石油勘探和无损检测等等[1,2]。
起初，人们发现外界因素（如温度、压力、磁场、电场、某种气体等）对声表面波的传播特性会造成影响，进而研究这些影响与外界因素的之间的相互关系。并设计了各种所需结构，用于测量各种化学的、物理的被测参数。然而，用声表面波器件研制、开发新型传感器还是20世纪80年代的事。
也许是由于商业利润的缘由，微电子技术和材料、信息工程技术先后在各国研究开发中占据着战略性的重要地位，而作为现代信息技术重要基石的微传感器技术却没有得到相应并行、协调的发展。直至八十年代后期和九十年代，当发觉微机械技术，特别是微传感器技术远远落后于日新月异的计算机和微电子技术的发展而呈现比例失调，很难实现整体微系统的状况时，才奋起直追，从而形成了又一个研究开发的热点。近年来，传感器领域的一个显著特点是对微型物性型传感器研究的迅速升温，传感器作为信息技术领域敏感、获取信息的重要器件现已得到国内外科技界、产业界普遍的认同和重视。同时可以预见在不远的将来，现代测试技术将发展到把传感器、信号处理、对测量值进行评估的智能器件集成在一起的完整系统[3]。
随着微电子技术、集成电路技术、计算机技术和材料、微细加工技术的迅速发展，声表面波传感器的研究也应运而生[4,114]。从80年代至90年代，SAW传感器在欧美，特别是在日本，发展十分迅速。尽管SAW传感器的历史并不长，但由于它具有高精度、高灵敏度、易数字化、易大规模生产、低功耗和适用环境广等优点，尤其是符合信号系统数字化和微机控制化的方向，且其制作技术与工艺流程和业已相当成熟的集成电路工艺类似，因而，声表面波传感器作为一种新型的微型机电器件，具有一个十分巨大的发展空间和应用前景。
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