[发明专利]多通道相位差控制的弹性波自旋源激发装置和制备方法

说明书

本发明涉及一种多通道相位差控制的弹性波自旋源激发装置，包括多通道信号发生器、压电振动组件阵列、连接固定件和安装座，所述的压电振动组件阵列中包括多个按设定阵列排列的压电振动组件，所述的多通道信号发生器包括多个信号输出通道，所述的多个信号输出通道分别接入压电振动组件阵列中的各压电振动组件上，所述的压电振动组件与信号输出通道一一对应，所述的压电振动组件通过连接固定件与安装座相互连接，所述的安装座用于安装弹性波自旋源，与现有技术相比，本发明具有便携可拆卸、制备方便等优点。

技术领域

本发明涉及功能器件及弹性波波源产生装置领域，尤其是涉及一种多通道相位差控制的弹性波自旋源激发装置和制备方法。

背景技术

自旋是量子力学中最重要的物理性质之一，是拓扑态的基础。大量研究表明横波可以自然地具有非平凡的自旋以及与自旋相关的性质，最近的研究又揭示了纵波以及纵波-横波混合的弹性波的自旋特征。在直观中，弹性波自旋可以表现为与方向选择性相关的传播。但由于弹性波的复杂性，且缺乏弹性波自旋源激发装置，弹性波的自旋目前还缺少对应的实验依据。利用弹性波自旋源能够为实验提供具体途径，从而验证弹性波自身的自旋本质。

另一方面，拓扑与物理学快速结合，在量子场论、凝聚态物理等领域产生了重要影响，后又快速拓展到基于周期性结构(如声子晶体、超材料等)的力学系统，引发了“拓扑力学”。因为具有单元尺寸、几何参数、材料属性等灵活可控的特性，周期性结构及其中的经典波体系成为检验或实现诸多拓扑物理现象的良好平台。已有研究者在声学或力学系统中开展类比霍尔效应、自旋霍尔效应、谷霍尔效应等的研究。基于能耗和易用等方面的考虑，被动调控(类比自旋霍尔效应、谷霍尔效应)的结构和器件在应用中更为有利。这些拓扑结构的一个显著特征是弹性波的单向传输，但其拓扑边界态的传播方向是自旋依赖的，带有特定极化方向的弹性波自旋源能够选择激发单向边界态。然而其实验依据却非常少见，特别是应用广泛的板波(Lamb波)和瑞利(Rayleigh)波。

因此，亟需提供一种弹性波自旋源激发装置，以为拓扑结构的实验研究提供关键依据。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多通道相位差控制的弹性波自旋源激发装置和制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多通道相位差控制的弹性波自旋源激发装置，包括多通道信号发生器、压电振动组件阵列、连接固定件和安装座，所述的压电振动组件阵列中包括多个按设定阵列排列的压电振动组件，所述的多通道信号发生器包括多个信号输出通道，所述的多个信号输出通道分别接入压电振动组件阵列中的各压电振动组件上，所述的压电振动组件与信号输出通道一一对应，所述的压电振动组件通过连接固定件与安装座相互连接，所述的安装座用于安装弹性波自旋源；

所述的多通道信号发生器的多个信号输出通道分别输出多个不同相位的电信号，所述的压电振动组件阵列中的各压电振动组件分别接收各通道的电信号，将电信号转化为机械振动，并传导至安装座上的弹性波自旋源，完成弹性波自旋源的激发。

进一步地，所述的连接固定件为环氧树脂材料，所述的安装座为金属板或金属块。

进一步地，所述的压电振动组件阵列的排列方式根据弹性波自旋源的所需频率段获取。

优选地，所述的压电振动组件包括压电片和金属柱，所述的压电片为环形压电片，其套设于金属柱上，所述的安装座内开设通孔，所述的金属柱套设于安装座的通孔中，所述的金属柱与安装座之间填充连接固定件，所述的压电片的上下表面为正极极化面接线和负极极化面接线，所述的多通道信号发生器的接线正极和接线负极分别接入压电片的正极极化面接线和负极极化面接线。

所述的压电片设置两片，分别套设于金属柱的上下两端，所述的安装座设置于金属柱的中部，所述的金属柱上下两端的压电片相互对称设置，两个压电片相对的极化面接线的极性相同。