基于晶體微疇結(jié)構(gòu)集成的電光器件研究.pdf

1、采用鐵電晶體疇工程在晶體中實現(xiàn)自發(fā)極化矢量相鄰相反的周期性極化疇結(jié)構(gòu)，當(dāng)對疇體施加外電場時，相鄰疇結(jié)構(gòu)中的壓電系數(shù)、電光系數(shù)等符號將變號，在新型電光器件和全光波長轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。本文從晶體不同形狀疇反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電光效應(yīng)出發(fā)，研究不同形狀疇結(jié)構(gòu)集成的新型電光器件，采用棱鏡形、透鏡形和線形三種幾何結(jié)構(gòu)，設(shè)計了三種晶體微疇結(jié)構(gòu)集成的電光器件，并進行了仿真模擬和實驗研究。
　　論文的主要內(nèi)容有以下幾個方面:
　　(1)簡要介紹

2、了不同形狀疇反轉(zhuǎn)電光器件的國內(nèi)外發(fā)展狀況。
　　(2)對于大角度偏轉(zhuǎn)的高速電光掃描器的研究，根據(jù)光束通過拋物形和半拋物形疇反轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)器時的偏轉(zhuǎn)性質(zhì)，在鉭酸鋰晶片上設(shè)計了一種能實現(xiàn)±30.6°大角度偏轉(zhuǎn)的級聯(lián)疇反轉(zhuǎn)大角度掃描器，最后采用Rsoft軟件對該大角度電光掃描器進行驗證，仿真結(jié)果與理論結(jié)果基本相符。
　　(3)針對精細光束的準直壓縮，提出了一種激光光束電光調(diào)制器。首先推導(dǎo)了高斯光束在疇反轉(zhuǎn)電光透鏡中的傳輸變換公式，介

3、紹了高斯光束經(jīng)過電光透鏡后焦點尺寸和位置的計算方法，研究了不同級聯(lián)電光透鏡個數(shù)、不同施加電壓對光束等效焦距的影響。然后利用兩組級聯(lián)電光透鏡設(shè)計了一種能對精細光束實現(xiàn)壓縮的疇反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)電光束徑調(diào)制器，當(dāng)該器件前后各級聯(lián)18個透鏡，施加電壓分別為1600V和7000V時，能實現(xiàn)最小壓縮比為0.336。用光束傳播法對設(shè)計的電光束徑調(diào)制器進行了性能仿真。仿真結(jié)果表明，該電光縮倍器可以通過調(diào)節(jié)級聯(lián)電光透鏡個數(shù)和施加電壓對準直入射光束實現(xiàn)不同的壓縮。

4、
　　(4)針對可實時調(diào)制的光分路器件，本文利用周期性極化鉭酸鋰(PPLT)在布拉格角入射時的電光衍射性質(zhì)，采用四個相同的周期性極化鉭酸鋰(PPLT)，設(shè)計了一種1×4電光調(diào)制光分路器，當(dāng)光束以布拉格角入射到該分路器時，通過調(diào)節(jié)施加電壓可以實現(xiàn)任意的分光比輸出。建立了實驗系統(tǒng)，對設(shè)計的電光器件進行了實驗驗證，實驗結(jié)果顯示，在不同的施加電壓下，該光分路器可實現(xiàn)1∶0∶1∶0、1∶1∶1∶1、2∶1∶2∶1、3∶1∶3∶1等多種分光比