4.2 PZT物理减薄工艺 14

4.3 准分子激光加工工艺 15

4.3.1 准分子激光简介 15

4.3.2 准分子激光加工参数与PZT加工深度的关系研究 16

4.3.3 利用准分子激光批量加工PZT振膜 19

5 PZT压电驱动器的性能测试 21

5.1 PZT压电驱动器的特性测试 21

5.2 PZT压电驱动器的驱动测试 22

6 结论 23

致谢 24

参考文献 25 

1 绪论

1.1 研究背景

近年来，无线传感器网络、射频标签（RFID）、无线通讯等高新技术发展迅速，在环境监测、交通管理、灾害预测、医疗卫生和国防军事等领域均展现出巨大的应用前景。然而，这些高新技术要得以实际应用，必须克服一些技术上的问题，其中一个难点就是为网络中分散节点的无线元器件供电。由于这些元器件受到工作位置的分散性、体块质量与尺寸等因素的限制，因此需要其电源具备集成度高、重量轻、体积小、工作寿命长甚至无需人员看管或更换等的特点，而传统电源不仅重量重、体积大，而且工作时长有限，故不能满足要求[1-3]。通过振动能量转化技术，将外界环境产生的振动噪声等能量，通过悬臂梁式的压电能量采集器转换为可供网络中分散节点的无线元器件使用的电能，是解决上述问题的有效方案之一[4]。因此，基于压电材料的环境机械能量采集器备受研究者的关注。

环境机械能量采集器通过振动能量转化技术，将外界环境产生的振动噪声等能量，转换为可供网络中分散节点（如用于人体健康、环境监测等无线通信传感器节点）的无线元器件使用的电能，并使这些节点运用在无电源或电池供电的环境中。这是因为压电能量采集器具有一种独立的发电能力，即利用压电效应，将机械能转化为电能。如今，研究人员正在积极研究如何发掘基于压电材料的能量采集的潜力，即把电子器件工作环境中的能量进行采集，并转化为电能，为电子传感器设备供能。与传统电池相比，其体积相对很小，持续供能能力较强，所用材料对周围环境不会造成污染。压电材料具有一种晶体结构，该结构可将机械应变转换为电荷的能力，并且电荷的密度与施加机械应变的大小成比例，反之亦然。压电材料也可以将施加的电能转换为机械应变（机械能），这种两种现象均被称为压电现象，前者被称为正压电效应，后者被称为逆压电效应。

压电材料可以将机械能转换为电能，也可以将电能转换为机械能。压电材料可以用于制造超声换能器、压电驱动器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。压电驱动器是基于逆压电现象，将电能转换为机械能的压电器件，被广泛应用于需要高分辨率和高精度的领域中。

超声波电机是20世纪80年代开发的一种新型驱动电机，它主要采用逆压电效应来激励定子产生轻微的超声振动，通过定子和转子之间的摩擦，将电能转化为机械能。与传统的电磁电机相比，超声波电机具有低速大转矩、动态响应快、定位精度高、无电磁干扰等特点，在精密驱动系统、医疗器械及数码产品等领域有着广泛的应用。 基于微细加工技术的压电驱动器设计(2):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_43463.html