基于鉭鈮酸鉀晶體的電控光束偏轉(zhuǎn)性能研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來，如何高效地傳輸和處理巨量信息成為了當(dāng)今亟待解決的問題。針對(duì)這個(gè)問題，人們提出了光網(wǎng)絡(luò)和光通信的概念。隨之而來，具有高穩(wěn)定性、高集成化且性能可調(diào)的光學(xué)器件開發(fā)成了當(dāng)務(wù)之急。由于激光具有高度的方向性，光網(wǎng)絡(luò)中光束方向的精確控制和定位顯得尤為重要。由于大部分光束偏轉(zhuǎn)器都是基于機(jī)械部件、聲光材料、液晶等，且制作復(fù)雜，偏轉(zhuǎn)器的響應(yīng)時(shí)間以及重復(fù)性都不是特別理想。關(guān)于電光式偏轉(zhuǎn)器，響應(yīng)速度，快制作簡(jiǎn)單，但是一般電光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)電壓

2、高，驅(qū)動(dòng)電壓高的原因是偏轉(zhuǎn)器所采用的電光材料的電光系數(shù)低。為了解決這個(gè)問題，我們需要尋找電光性能優(yōu)良的電光材料。立方相二次電光材料鉭鈮酸鉀（KTa1-xNbxO3，KTN）是目前發(fā)現(xiàn)的二次電光系數(shù)最大的電光材料之一，而且電光響應(yīng)時(shí)間在10-9s左右。因此本文決定利用KTN晶體優(yōu)越的二次電光性能來制作出電控光束偏轉(zhuǎn)器，并研究該器件的相關(guān)性能。
　　首先，本文研究鉭鈮酸鉀晶體的生長(zhǎng)過程和基本物理性質(zhì)。晶體生長(zhǎng)包括配料、預(yù)燒結(jié)、化料、收

3、徑、放肩、直拉和降溫，每個(gè)過程都會(huì)對(duì)最終得到的晶體質(zhì)量有較大影響。隨后將晶體進(jìn)行處理得到晶體1和晶體2，并對(duì)它們進(jìn)行了介電測(cè)量和紅外透射譜測(cè)量。
　　然后，本文研究了鉭鈮酸鉀單晶的電光性質(zhì)。介紹了鉭鈮酸鉀單晶的二次電光效應(yīng)的相關(guān)概念和理論以及相關(guān)的電光系數(shù)測(cè)量方法，并測(cè)得晶體的二次電光系數(shù)，對(duì)于應(yīng)用于電光器件制造領(lǐng)域有重要意義。
　　最后，研究了KTN電控偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)性能與外加電場(chǎng)大小和出射光強(qiáng)度入射光偏振態(tài)的關(guān)系，同時(shí)提出了