Povrchové akustické vlny (SAW) jsou elastické vlny šířící se po povrchu pevného tělesa nebo podél rozhraní s jinými médii. SAW se dělí na dva typy: vertikálně polarizované a horizontálně polarizované ( Love waves ).
Mezi nejčastější speciální případy povrchových vln patří:
Rayleighovy vlny , teoreticky objevené Rayleighem v roce 1885 [2] , mohou existovat v pevné látce blízko jejího volného povrchu hraničícího s vakuem . Fázová rychlost takových vln je nasměrována rovnoběžně s povrchem a částice média oscilující v jeho blízkosti mají příčnou, kolmou k povrchu a podélnou složku vektoru posunutí. Tyto částice při svých oscilacích opisují eliptické trajektorie v rovině kolmé k povrchu a procházející směrem fázové rychlosti. Naznačená rovina se nazývá sagitální . Amplitudy podélných a příčných kmitů klesají se vzdáleností od povrchu hluboko do prostředí podle exponenciálních zákonů s různými koeficienty tlumení. To vede k tomu, že se elipsa deformuje a polarizace daleko od povrchu se může stát lineární. Průnik Rayleighovy vlny do hloubky zvukovodu je řádově v délce povrchové vlny. Jestliže je Rayleighova vlna excitována v piezoelektriku , pak jak uvnitř, tak i nad jeho povrchem ve vakuu bude pomalá vlna elektrického pole způsobená přímým piezoelektrickým jevem.
Používají se v dotykových displejích s povrchovými akustickými vlnami. [3]
Tlumené vlny typu Rayleigh na rozhraní pevného tělesa s kapalinou.
Vertikálně polarizovaná netlumená vlna pohybující se podél rozhraní kapaliny a pevné látky rychlostí zvuku v daném prostředí.
Stoneleyova vlna šířící se po plochém rozhraní mezi dvěma pevnými médii, jejichž elastické moduly a hustoty se příliš neliší.
Milostné vlny jsou povrchové vlny s horizontální polarizací (typ SH), které se mohou šířit ve struktuře elastické vrstvy na elastickém poloprostoru.
Povrchové akustické vlny v piezoelektrice (lineární prostředí) jsou kompletně charakterizovány rovnicemi pro posuvy U i a potenciál φ [4] :
kde T , S jsou tenzory napětí a deformace; E , D jsou vektory síly a indukce elektrického pole; C , e , ε jsou tenzory modulů pružnosti, piezomodulů a permitivity; ρ je hustota média.
Senzory založené na povrchových akustických vlnách