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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard


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ISSN
2196-7113
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Volume 76, Issue 6

Issues

Kalibrierungsfreie Messung von Amplitude und Phase hochfrequenter Schwingungen
Calibration-Free Measurement of Amplitude and Phase of High-Frequency Vibrations

Andreas Gollwitzer / Alice Fischerauer / Christian Schwarzmüller / Gerhard Fischerauer
Published Online: 2008-02-19 | DOI: https://doi.org/10.1524/teme.2009.0937

Zusammenfassung

Es wird ein neues Verfahren zur interferometrischen Erfassung von akustischen Oberflächenwellen vorgestellt. Die beschriebene Methode erlaubt die Extraktion der absoluten Amplitude und der Phase einer hochfrequenten Schwingung, unabhängig von Oberflächenreflexionsfaktoren, Variationen der Laserleistung oder Sensitivität des Interferometers. Ermöglicht wird dies durch die synchrone Erfassung des Messsignals mittels eines vektoriellen Netzwerkanalysators und eines digitalen Speicheroszilloskops. Die anschließende digitale Signalverarbeitung extrahiert die gewünschte Information aus den Messdaten. Zur Verifikation wurden Simulationen der Anregung akustischer Wellen mit dem Deltafunktionsmodell durchgeführt und mit den Messdaten verglichen. Anhand der Messdaten wird schließlich die anisotrope Slowness-Kurve konstruiert. Diese Information kann zur Bestimmung der Materialparameter von Dünnschichten verwendet werden.

Abstract

We describe a novel approach to the interferometric observation of surface acoustic waves. The technique allows the extraction of the absolute amplitude and phase of high-frequency vibrations independent of surface reflectivity, laser power variation, or the sensitivity of the interferometer. This is possible through synchronized acquisition of the interferometer output with a vector network analyzer and a digital sampling ocscilloscope. The subsequent digital signal processing extracts the information wanted from the measured values. To verify the method, we calculated the excitation of acoustic waves by the delta function model and compared the results with the measurement. Eventually we constructed the anisotropic slowness curve of the piezoelectric substrate, which is of value for the characterization of thin-film material properties.

Keywords: interferometry; absolute amplitude and phase measurement; surface acoustic waves; material parameter identification; slowness curve

About the article

* Correspondence address: Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik, 95440 Bayreuth,


Published Online: 2008-02-19

Published in Print: 2009-06-01


Citation Information: tm - Technisches Messen Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik, Volume 76, Issue 6, Pages 300–307, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1524/teme.2009.0937.

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