基于频率量的传感器(包括化学和物理传感器)在相当广泛的测量技术领域中都得到了应用。这类传感器的测量对象很广泛,而且检测的分辨率很高,是国际上近年来传感器和测量技术发展的方向之一。这方面的代表技术有用于多水环境监测的高灵敏度引导型SH-SAW化学传感器。该传感器使用LiTaO3上的双延迟线几何图形方式设计,可用来校正环境条件(如温度起伏)变化的参考线用聚合物波导层镀敷。传感线可用功能象波导层与化学传感层的聚合物来镀敷,也可在特殊的化学传感层下面镀敷聚合物波导层。实验测量表明,在传感线上,对于给定的聚合物总的厚度,其3层模式提供了比4层模式更高的灵敏度。然而,实验还证明,4层模式噪声低、更稳定。理论和实验方面的大量工作对于进一步传感器的发展提供了有用的基础。
对材料特性的基础研究一直是许多研究机构不断进行的工作。这方面的探索有利于基本的频率控制器件(如晶体、晶体振荡器以及声表面波器件)的性能提高。台湾的学者进行了晶体的频率一温度特性随各种切角以及金属电极厚度的变化研究。声表面波器件SAW工作在几百MHz几GHz的频率范围内时,它们表现出优良的温度特性和较高的质量因数,且比泛音晶体谐振器具有更低的抖动和相位噪声。对于振荡线路。其频率温度系数和零温度系数点是两个关键参数,它们主要取决于SAW谐振器的温度性能。总的来说,SAW谐振器的频率温度系数和零温度系数点取决于基底的切角、波的传播方向和金属电极的厚度。因此,重要的是选择水晶材料,它能以不同的金属电极厚度得到SAW谐振器的合适温度性能。在实际的SAW谐振器的设计中,为了获得优良的温度性能,常常使用不同于ST-X切的基底,并使电极的金属厚度超过2%以产生好的反射。基底水晶材料也可通过实验的方法优选。实验结果表明,当基底的切角或金属电机厚度增加时,其频率温度系数和零温度系数点今线性减小。
3我国的高端频率控制器件技术
近年来,我国国内通过企业与院校结合、国外设备和技术的引进、相应部门的投入加大(科技部、自然科学基金委、部委技改费等),以及来自通讯业和军工部门的需求牵引,我国高端频率控制器件的技术获得了较快的发展。并正在经历从数量增加逐步发展成水平和质量进步的过程。我们需要的不是单一的技术突破,而是要求全面的设计思路、生产工艺、材料发展、检测技术的考虑。目前。我国在大规模、较高水平以及更具有竞争成本的OCXO生产技术方面已经有一些股干企业表现出了很大的优势。相信这对于国内的高端频率控制器件的技术进步能够起到带头作用。目前,在技术方面能引起国外重视的技术主要集中在低成本、高质量的批量振荡器生产技术。例如。电阻焊真空封装的中精度晶体和低成本的中高档晶体片等。
4结束语
在科技发展不断深化的过程中,高端频率控制器件的发展和应用呈现出越来越强劲的势头,并与所服务的科技、产业和国防建设相互依存和互相促进。企业在市场竞争的同时,全面了解和掌握当前的科技与产业发展需求是很有必要的,因为它将有力地促进我国高端频率控制器件的发展,提高我国信息产业的整体水平。