Akustische Oberflächenwelle
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Eine akustische Oberflächenwelle, kurz AOW, (engl. surface acoustic wave / SAW) ist eine Körperschall-Welle, die sich planar auf einer Oberfläche, also nur in zwei Dimensionen, ausbreitet. Sie wird auch Rayleigh-Welle genannt.
[Bearbeiten] Grundlagen und Einordnung
Schallwellen treten in festen Medien als Longitudinal- und Transversalwellen auf, in Flüssigkeiten und Gasen können nur Longitudinalwellen existieren, weil dort der zur Weiterleitung von Transversalwellen erforderliche Schubmodul fehlt.
Auf der Oberfläche von Flüssigkeiten und Festkörpern können sich jedoch dennoch Wellen ausbreiten, die sowohl eine transversale als auch eine longitudinale Komponente haben; ein Oberflächenpunkt beschreibt beim Wellendurchgang einer solchen Welle eine elliptische Bewegung. Solche Wellen sind z. B. die allbekannten Wasserwellen. Sie lassen sich auch auf der Oberfläche von Festkörpern erzeugen, haben hier jedoch aufgrund des vorhandenen Schubmodules wesentlich höhere Ausbreitungsgeschwindigkeiten. Die Schallwelle breitet sich dabei planar aus, ohne tief in das Material einzudringen. Die Eindringtiefe ist praktisch auf eine Wellenlänge begrenzt.
[Bearbeiten] Anwendungen
Akustische Oberflächenwellen werden insbesondere bei AOW-Filtern verwendet, die aus Piezokristallen und darauf aufgebrachten Elektrodenstrukturen bestehen.
Elektrische Signale lassen sich mit Hilfe dieser Elektroden in Schallwellen umwandeln, die sich auf der Substratoberfläche ausbreiten. Durch die Gestalt der Elektroden oder anderern Formparameter können beispielsweise Frequenzen selektiert werden.
Am Filterausgang wird die akustische Oberflächenwelle in elektrische Signale zurückgewandelt, die dazu erforderlichen Elektrodenstrukturen gleichen denjenigen, die zur Erzeugung verwendet werden.
Anwendung finden diese Filter zur Frequenzselektion und zur Realisierung definierter Durchlasskurven in Sendern, Funkempfängern und Fernsehgeräten, aber auch in Oszillatoren.
[Bearbeiten] Forschungsaktivitäten
U.a. die Hochschule Coburg arbeitet auch an Sensoren auf der Basis Akustischer Oberflächenwellen. Daraus ging z.B. ein Sensor zu Messung von Flüssigkeitseigenschaften hervor.
An der Einsetzbarkeit von Oberflächenwellen zum Pumpen von flüssigen Medien (Acoustic Streaming) wird zur Zeit geforscht.
Auch die Verwendung zur linearen Bewegung bzw. Positionierung von aufliegenden flachen Körpern wird untersucht[1].
