EXCITATION ET DÉTECTION PAR DES TRANSDUCTEURS INTERDIGITÉS DES ONDES TRANSVERSALES HORIZONTALES GUIDÉES DANS UNE PLAQUE DE QUARTZ

Résumé
Les transducteurs à peignes interdigités, déposés sur un substrat piézoélectrique, peuvent exciter et détecter des ondes acoustiques de nature très différente (ondes de Rayleigh, ondes confinées sous la surface, ondes de volume, etc.). Dans le cas du quartz (coupe Y ± θ), si le transducteur est tourné de 90° par rapport à l'axe cristallin X, seules les ondes transversales horizontales sont excitées. Leurs directions, comme pour toutes les ondes de volume, sont déterminées par la fréquence du signal appliqué. Le transducteur d'excitation émet un faisceau acoustique qui, en se réfléchissant sur la surface inférieure, se dirige alors vers la surface supérieure, où il peut être détecté par un second transducteur. Le guidage des ondes est dû aux réflexions successives sur les faces parallèles de la plaque de quartz. Si elle est de faible épaisseur, l'interférence des ondes incidentes avec les ondes réfléchies, donne naissance à des modes de plaque se propageant à des fréquences discrètes. Les résultats de cette étude, à la fois théorique et expérimentale, sont présentés sous les deux aspects d'ondes guidées et de modes de plaque.

Abstract
The Interdigital Transducers (IDT) used in SAW devices are effective for launching various acoustic waves (Rayleigh Waves, Surface Skimming Bulk Waves and Bulk Acoustic Waves). In the Y-cut quartz, when the propagation is in the Y-Z plane, only the shear horizontal waves are generated. The direction of emission is scanned by the applied excitation frequency. The IDT is equivalent to an acoustic array antenna launching a collimated beam into the crystal bulk at such an angle that the beam reflected by the crystal plate bottom is redirected to the top surface where it can be intercepted by a receiving IDT. Guided waves are due to successive reflections on the parallel surfaces. If the plate thickness is weak, because of the interference between incident and reflected waves, plate modes are excited. In this paper, theoretical and experimental analysis of guided waves and plate modes are presented.