從模擬得知，在極薄平板結構中使用30° YX-LiNbO3為壓電基材時的機電耦 合係數最高，因此我們取用此結構來加上有厚度的IDT，在此一樣考慮單層與雙 層兩種 IDT 結構，我們先探討 IDT 厚度對極薄平板結構的影響，IDT 厚度取 0.0075λ~0.075λ，金屬化率為 0.5，其 COMSOL 模擬結構如圖 4.34 與圖 4.35 所示，分別將 30° YX-LiNbO3平板的上層表面加入單層 IDT 以及將上下層表面 加入雙層 IDT 等兩種結構，透過改變 IDT 表面之不同電性邊界條件分別為電位 移連續與電位能為零，以模擬出電極開路與短路時之共振頻率，再分別帶入(2-2) 式、(2-4)式、(2-5)式以求得等效速度、機電耦合係數以及反射係數等波傳參數。
由上述可知，在此欲探討的結構分別為 IDT/30° YX-LiNbO3 與 IDT/30°
YX-LiNbO3/IDT 兩種，而 IDT/30° YX-LiNbO3/IDT 結構又分為兩種 CASE，CASE1 為將下層 IDT 保持開路並透過改變上層 IDT 為開路與短路以求得等效速度，機 電耦合係數及反射系數。CASE2 則為下層 IDT 隨著上層 IDT 同時改變為開路與 短路以求得等效速度，機電耦合係數及反射系數。
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圖 4.34 單層電極之模擬圖
圖 4.35 雙層電極之模擬圖
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4.4.1 IDT /30° YX-LiNbO
3之電極效應如 圖 4.36~ 圖 4.38 所 示 ； 以 鋁 和 銅 為 指 叉 換 能 器 材 料 ， 厚 度 範 圍 為 0.0075λ~0.075λ；可以看見當指叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，而銅 電極的密度大於鋁電極，因此，以銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大 於鋁電極；而機電耦合係數方面，當電極厚度越薄時機電耦合係數越高，以鋁為 指叉換能器之材料時有較高的機電耦合係數；反射係數方面，以鋁為指叉換能器 之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為0.0075λ時，有最佳 機電耦合係數64.05%，此時等效速度為 3739.49 m/s，反射係數為 0.17。
圖 4.36 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.37 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.38 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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4.4.2 IDT /30° YX-LiNbO
3/IDT 在 CASE1 之電極效應
如 圖 4.39~ 圖 4.41 所 示 ； 以 鋁 和 銅 為 指 叉 換 能 器 材 料 ， 厚 度 範 圍 為 0.0075λ~0.075λ；可以看見當指叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，而銅 電極的密度大於鋁電極，因此，以銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大 於鋁電極；而機電耦合係數方面，當電極厚度越薄時機電耦合係數越高，以鋁為 指叉換能器之材料時有較高的機電耦合係數；反射係數方面，以鋁為指叉換能器 之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為0.0075λ時，有最佳 機電耦合係數59.75%，此時等效速度為 3647.75 m/s，反射係數為 0.14。
圖 4.39 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.40 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.41 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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4.4.3 IDT /30° YX-LiNbO
3/IDT 在 CASE2 之電極效應
如 圖 4.42~ 圖 4.44 所 示 ； 以 鋁 和 銅 為 指 叉 換 能 器 材 料 ， 厚 度 範 圍 為 0.0075λ~0.075λ；可以看見當指叉換能器材料為鋁時有較高的等效速度，而銅 電極的密度大於鋁電極，因此，以銅為指叉換能器之材料時，其波速遞減斜率大 於鋁電極；而機電耦合係數方面，當電極厚度越薄時機電耦合係數越高，以鋁為 指叉換能器之材料時有較高的機電耦合係數；反射係數方面，以鋁為指叉換能器 之材料時有較低的反射係數。在此結構中，當鋁電極厚度為0.0075λ時，有最佳 機電耦合係數66.57%，此時等效速度為 3603.34 m/s，反射係數為 0.18。
圖 4.42 不同金屬指叉換能器之速度比較圖
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圖 4.43 不同金屬指叉換能器之機電耦合係數比較圖
圖 4.44 不同金屬指叉換能器之反射係數比較圖
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