摘要 — 从硅上外延生长的氮化镓 (GaN) 开始,设计、制造并表征了集成压电换能器的预应力微谐振器。在夹紧梁中,众所周知,拉伸应力可用于增加谐振频率。在这里,我们计算了预应力梁中平面外弯曲模式的模态函数,并推导出一个模型来预测谐振频率和压电驱动因子。我们表明,理论和实验结果之间可以获得良好的一致性,并推导出机电转换的最佳设计。最后,我们的模型预测了由于拉伸应力导致的品质因数增加,这已通过真空下的实验测量得到证实。这项研究展示了如何利用外延工艺产生的材料质量和初始应力。
摘要:用超短激光脉冲对透明材料的受控处理需要详细而精确的了解,从激光能量沉积和材料内部能量转化到流体动力学弛豫和机械响应中的各种激光 - 物质相互作用机制。为了解决这个问题,我们首先基于飞秒泵和探针显微镜偏置镜开发了多时间的实验方法。泵是一个360-FS,1-μJ红外(1030 nm)激光脉冲,分开以提供515 nm的飞秒探头,并延迟可调节从飞秒到纳米秒的延迟。获得的时间分辨的阴影图像允许测量瞬态探针传输。然后,载体密度是通过使用Beer-Lambert Law和Drude模型方法来确定的,证明了大部分熔融二氧化硅内部略有临界等离子体的超快形成。并行,定量双折射图像通过使用光弹性定律来测量压力,从而通过发射GPA压力波的发射光弹性定律揭示了吸收的激光能量,这是激光脉冲后几百个picseconds。然后,使用多尺度型物理模型来解释实验观察结果,计算电子动力学,激光传播和流体动力响应。实验验证后,模拟允许确定局部基本材料特性(应力,密度和温度)的时间演变。我们的方法将来可以用来解释由超短激光脉冲引起的机械驱动的透明材料结构。实验和模拟结果的这种组合使我们能够定量讨论不同激光能量弛豫通道在发现整个相互作用情况的材料中的重要性。我们的模型预测20-GPA的最大初始应力载荷,最高晶格温度达到3.5 10 4K。我们还表明,通过发射弱冲击波,消散了总吸收激光能量的〜2%。
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