四方相鉭鈮酸鉀鈉單晶的電光性能研究.pdf

1、晶體材料具有良好透光性,而且在外加電場作用下,會產(chǎn)生一系列效應(yīng),比如壓電效應(yīng)、電光效應(yīng)和光折變效應(yīng)等。因此在激光電子技術(shù)中,晶體材料被廣泛制備成電光偏轉(zhuǎn)器和電光調(diào)制器。一般而言,具有優(yōu)良電光性能的晶體材料需要幾個特征:
　　(1)折射率大,晶體均勻性好;
　　(2)電光系數(shù)大;
　　(3)比較容易獲得尺寸大,質(zhì)量高的晶體;
　　(4)抗光損傷能力強;
　　(5)透明的光波段較寬,透過率良好等。
　　但

2、是能夠同時滿足兩個以上特征的優(yōu)良電光晶體很少,目前能夠廣泛應(yīng)用的主要有KDP晶體、鈮酸鋰(LiNbO3)晶體和鉭鈮酸鉀(KTN)晶體。
　　目前,對KNTN晶體電光性能研究主要集中在二次電光效應(yīng),主要是由于難生長出高質(zhì)量,大尺寸的四方相KNTN晶體,所以關(guān)于其線性電光系數(shù)的研究報道不是很多。因此本文以Ta摻雜的KNN晶體作為研究對象,系統(tǒng)研究晶體的生長、介電、壓電和電光性能。
　　采用頂部籽晶助溶劑法,優(yōu)化溫場和工藝參數(shù),生

3、長出了組分均勻,質(zhì)量高的四方相KNTN晶體。研究了晶體生長的關(guān)鍵工藝和過程,分析了晶體的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量狀況,以及KNT-KNN固熔體體系下,Ta離子和Nb離子的分凝系數(shù)。然后經(jīng)過退火、定向、切割、拋光和鍍電極等處理,制備出實驗所需的樣品。
　　使用X射線衍射技術(shù)分析四方相KNTN晶體在室溫下的結(jié)構(gòu),并研究其晶格參數(shù)隨組分變化的規(guī)律。利用電橋法測量四方相KNTN平板樣品的電容,研究其介電系數(shù)隨溫度的變化,確定其居里溫度,判斷組分變化和居

4、里溫度變化關(guān)系。并用修改后居里-外斯定律,確定組分和晶體弛豫性的關(guān)系。對四方相KNTN晶體進行電滯回線測量,得到最大極化強度、剩余極化強度和矯頑場。
　　采用準靜態(tài)法測量各組分四方相KNTN晶體的壓電系數(shù)d33。研究在同一組分,不同的極化電場條件下,以及同一極化電場,不同組分下的壓電系數(shù)d33。用諧振-反諧振法測量四方相KNTN晶體的諧振頻率和反諧振頻率,計算出壓電系數(shù)d31。用雙光束干涉法測量晶體的電光系數(shù)γ31和γ33,并與其