マイクロアクチュエータ用高効率弾性表面波変換器の開発

微执行器用高效表面声波换能器的开发

基本信息

批准号：
17040009
负责人：
橋本研也
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、アクチュエータ応用に特化した高性能弾性表面波(SAW)変換器の実現を目指している。格段な高効率化が実現できれば、新しい原理に基づくSAWアクチュエータ等の応用が創出される可能性がある。ここでは、特に超高周波動作による電力密度上昇に基づく高効率化について着目する。本年度は、SAW変換器を帰還素子として自励発振器を構成することを検討した。これは、温度や負荷の変動に自動的に追従してマイクロアクチュエータに電力を供給することを目指している。これまで検討してきた一方向性変換器の構造では、インピーダンスの周波数特性が特異なため、自励発振器構成では最適な条件で駆動できないことが判った。そこで、双方向性変換器と反射器を組み合わせた構造を薪たに開発し、理論通りのほぼ無損失の素子を実現した。次にこの設計を湾曲した電極構造に適用し、円弧状の方向性変換子の実現した。最後に、円弧状電極の焦点位置に配置した導波路上に微小水滴を置くことにより、12dBm程度の入射電力で液体の搬送を観測した。また、SAW導波路周辺に、導水路と液溜を設け、SAWによって発生する液体流動による微小滴の形成を試みた。検討の結果、水溶性ホトレジストにより適切なパターンを形成でき、大きな液体流動を観測できたが、水の表面張力の影響が強く現われ、現段階では液滴としとて分離するまでには至っていない。今後、液溜構造の最適化を進め、微小液滴の実現を目指し、さらに液滴搬送に必要な電力のより一層の削減を目指す予定である。また、SAW変換器を帰還素子とする自励発振鋸の回路構成についても検討を進めたいと考えている。

这项研究旨在实现专门用于执行器应用的高性能表面声波（SAW）转换器。如果可以实现更高的效率，则可能会根据新原则来创建诸如SAW执行器之类的应用程序。在这里，由于超高频率操作，我们将集中于提高效率，从而提高效率。今年，我们使用锯转换器作为反馈元素讨论了自动振荡器的形成。这旨在自动遵循温度和负载波动，以供应显微厌恶剂。已经发现，到目前为止我们已经研究的单向转换器的结构具有阻抗的唯一频率特征，因此自振荡器配置不能在最佳条件下驱动。因此，我们开发了一种结合双向转换器和反射器的结构，并意识到了几乎无损的元素作为理论。然后将该设计应用于弯曲的电极结构，以实现弧形方向转换器。最后，通过将微水滴放在位于弧形电极焦点位置的波导上，观察到液体传输的入射力约为12 dbm。此外，在锯波导周围还提供了一个水通道和液体储层，并由于锯产生的液体流动而尝试形成微孔。调查的结果是，使用水溶性光孔抗命天并观察到较大的液体流量，但是水的表面张力的影响很大，在此阶段，它尚未达到液滴的分离点。将来，我们计划进一步优化液体储层结构，实现微滴，并进一步降低液滴运输所需的功率。我们还想继续考虑以锯转换器作为反馈元素的自振荡锯的电路配置。