一种调节声速的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器与流程

本技术涉及体声波谐振器，具体而言，涉及一种调节声速的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器。

背景技术：

1、体声波谐振器为通过压电材料的压电效应实现电能和机械能的相互转换，并利用器件特殊的边界条件使得机械波产生谐振的电学器件。由于体声波谐振器能够产生高品质因数的谐振峰，因此体声波谐振器被广泛应用在通信滤波和导航定位等领域中。

2、在体声波谐振器的实际应用场景中，由于压电材料对电能和机械能的相互转换会不可避免地产生一系列rl（rayleigh-lamb，瑞利-兰姆）模态，该rl模态包括对称模态、非对称模态以及弯曲模态，该rl模态相当于体声波谐振器的杂波，且该rl模态会泄漏至体声波谐振器的有效区域外，因此rl模态会导致体声波谐振器的性能下降。由于现有技术无法消除rl模态中的任何模态，即rl模态中的能量均被泄漏，因此现有技术存在由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量会被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

3、针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种调节声速的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器，能够有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种调节声速的体声波谐振器，其包括：

3、由下至上依次连接的衬底、底电极、压电层和顶电极，底电极下方设有声反射镜；

4、声速调节层，与顶电极连接，其具有至少两个围绕声反射镜边缘设置且内外分布的声速调节结构组，每个声速调节结构组均包括多个间隔设置的声速调节块，声速调节层在俯视方向上的投影的外边界不超出声反射镜在俯视方向上的投影的外边界;

5、在相邻的声速调节结构组中的声速调节块对齐设置时，相邻的声速调节结构组中的声速调节块相接，在相邻的声速调节结构组中的声速调节块错位设置时，相邻的声速调节结构组的中心线的间距小于等于声速调节块的宽度且大于等于声速调节块的宽度的一半。

6、本技术提供的一种调节声速的体声波谐振器，包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和声速调节层，由于声速调节层能够至少消除大部分一次谐波或二次谐波，而一次谐波或二次谐波为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术可以通过至少消除大部分一次谐波或二次谐波的方式减少对称模态的总能量，从而有效地减少rl模态的总能量，而由于rl模态会被泄漏至体声波谐振器的有效区域外，而体声波谐振器泄漏的能量总和与rl模态的总能量正相关，因此本技术可以通过减少rl模态的总能量的方式减少体声波谐振器泄漏的能量总和，即本技术相当于通过声速调节层来使rl模态中的部分能量不会被泄漏，也即本技术可以通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

7、可选地，声速调节结构组的数量为2-4个。

8、该技术方案将声速调节结构组的数量设置为2-4个，该技术方案能够有效地避免出现由于声速调节结构组的数量过少而导致一次谐波或二次谐波的消除效果差以及由于声速调节结构组的数量过多而导致体声波谐振器的有效区域过小的情况。

9、可选地，声速调节层设置在顶电极上。

10、可选地，声速调节层设置在顶电极与压电层之间。

11、可选地，声反射镜为空气腔或若干层布拉格反射层。

12、可选地，声速调节块的材料为介质材料或金属材料。

13、可选地，在声速调节块的材料为金属材料时，声速调速块的材料为金、钼、铜和钌中的任意一种或多种。

14、可选地，声反射镜在俯视方向上的投影面为多边形，声速调节块的平行于与该声速调节块最近的声反射镜的投影面边缘的横截面的厚度沿垂直于该声速调节块最近的声反射镜的投影面边缘的方向连续变化。

15、第二方面，本技术还提供了一种调节声速的体声波谐振器制备方法，用于制备上述第一方面提供的调节声速的体声波谐振器。

16、本技术提供的一种调节声速的体声波谐振器制备方法，用于制备调节声速的体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和声速调节层，由于声速调节层能够至少消除大部分一次谐波或二次谐波，而一次谐波或二次谐波为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术可以通过至少消除大部分一次谐波或二次谐波的方式减少对称模态的总能量，从而有效地减少rl模态的总能量，而由于rl模态会被泄漏至体声波谐振器的有效区域外，而体声波谐振器泄漏的能量总和与rl模态的总能量正相关，因此本技术可以通过减少rl模态的总能量的方式减少体声波谐振器泄漏的能量总和，即本技术相当于通过声速调节层来使rl模态中的部分能量不会被泄漏，也即本技术可以通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

17、第三方面，本技术提供一种声学滤波器，该声学滤波器包括上述第一方面提供的调节声速的体声波谐振器。

18、本技术提供的一种声学滤波器，包括调节声速的体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和声速调节层，由于声速调节层能够至少消除大部分一次谐波或二次谐波，而一次谐波或二次谐波为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术可以通过至少消除大部分一次谐波或二次谐波的方式减少对称模态的总能量，从而有效地减少rl模态的总能量，而由于rl模态会被泄漏至体声波谐振器的有效区域外，而体声波谐振器泄漏的能量总和与rl模态的总能量正相关，因此本技术可以通过减少rl模态的总能量的方式减少体声波谐振器泄漏的能量总和，即本技术相当于通过声速调节层来使rl模态中的部分能量不会被泄漏，也即本技术可以通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题，进而有效地提高声学滤波器的性能。

19、由上可知，本技术提供的一种调节声速的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器，包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和声速调节层，由于声速调节层能够至少消除大部分一次谐波或二次谐波，而一次谐波或二次谐波为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术可以通过至少消除大部分一次谐波或二次谐波的方式减少对称模态的总能量，从而有效地减少rl模态的总能量，而由于rl模态会被泄漏至体声波谐振器的有效区域外，而体声波谐振器泄漏的能量总和与rl模态的总能量正相关，因此本技术可以通过减少rl模态的总能量的方式减少体声波谐振器泄漏的能量总和，即本技术相当于通过声速调节层来使rl模态中的部分能量不会被泄漏，也即本技术可以通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的能量被泄漏而导致无法通过减少rl模态的能量泄漏的方式提高体声波谐振器的性能的问题。