實驗名稱：脈沖(chong)外電場法PPLN實驗

　　研究方向：本(ben)文(wen)中(zhong)所研(yan)究的(de)(de)(de)可(ke)溫度調諧的(de)(de)(de)多波長濾波器所采(cai)用的(de)(de)(de)材(cai)料是(shi)(shi)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)極(ji)化鈮(ni)酸(suan)鋰(PPLN)。近年來，在對(dui)這種周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)疇(chou)反轉結構準(zhun)位相匹配材(cai)料(也(ye)稱為(wei)光學超晶格)如(ru)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)極(ji)化鈮(ni)酸(suan)鋰晶體(ti)（PPLN），周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)極(ji)化鉭酸(suan)鋰晶體(ti)（PPLT）的(de)(de)(de)深入(ru)研(yan)究中(zhong)，先(xian)后(hou)出(chu)現了能(neng)夠產生周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)疇(chou)結構的(de)(de)(de)晶體(ti)生長技術(shu)、電(dian)子(zi)束掃描、雜質離子(zi)擴散(san)和室溫脈沖外電(dian)場法等。其中(zhong)特別是(shi)(shi)室溫脈沖外加電(dian)場法，因簡單實用而(er)格外受到青睞，同時(shi)此方法還使得從周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)疇(chou)結構向非周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)(qi)性(xing)疇(chou)結構的(de)(de)(de)發(fa)展成為(wei)了可(ke)能(neng)。

　　鈮酸(suan)鋰晶(jing)(jing)體屬于(yu)鐵(tie)電(dian)晶(jing)(jing)體，在(zai)其上得到周(zhou)期性極(ji)化(hua)反(fan)轉結構有幾(ji)種技(ji)術(shu)來(lai)實(shi)(shi)現(xian)，如Ti從LiNbO3正(zheng)(zheng)疇(chou)表面(mian)的擴散，Li離(li)子的外擴散,SiO2鍍膜并(bing)熱處理(li)，在(zai)230oC溫度下，通過加熱，由質(zhi)子交(jiao)換在(zai)LiNbO3晶(jing)(jing)體正(zheng)(zheng)疇(chou)面(mian)誘發(fa)疇(chou)反(fan)轉，室(shi)溫下外加電(dian)場(chang)極(ji)化(hua)實(shi)(shi)現(xian)鐵(tie)電(dian)疇(chou)反(fan)轉[12]，前幾(ji)種技(ji)術(shu)所形成的疇(chou)反(fan)轉通常(chang)僅發(fa)生在(zai)晶(jing)(jing)面(mian)附(fu)近(jin)(jin)有限較淺(qian)的三角區域內，而(er)且這(zhe)些技(ji)術(shu)的工藝(yi)過程均需要在(zai)一定的溫度下進(jin)行。而(er)室(shi)溫下電(dian)場(chang)極(ji)化(hua)鐵(tie)電(dian)疇(chou)反(fan)轉方(fang)法自1991年(nian)首(shou)次(ci)提出，到1993年(nian)在(zai)實(shi)(shi)驗室(shi)真正(zheng)(zheng)實(shi)(shi)現(xian)，加上集成光學工藝(yi)和平板(ban)印刷技(ji)術(shu)的應用(yong)，使得電(dian)場(chang)極(ji)化(hua)PPLN的制備及其應用(yong)在(zai)近(jin)(jin)十年(nian)間得到很快發(fa)展。

　　實驗目的：在(zai)外加電(dian)場(chang)作用下對鈮酸鋰進行周期(qi)極(ji)化研(yan)究(jiu)其(qi)光電(dian)特性，為(wei)后續(xu)實驗做論(lun)證和鋪墊。

　　測試設備：ATA-2161高壓放大(da)器(qi)、信號發生器(qi)、示波器(qi)、光(guang)(guang)源、可(ke)調諧(xie)振光(guang)(guang)光(guang)(guang)源、高速響應功率(lv)計、光(guang)(guang)譜(pu)分析儀等。

　　實驗過程：使用信(xin)號發生器輸出電壓為(wei)2Vpp，頻率(lv)為(wei)40kHz的脈沖(chong)信(xin)號，通過ATA-2161調(diao)節(jie)放大倍數至(zhi)輸出800Vpp，施(shi)加在晶體兩端，改(gai)變鈮酸鋰晶體的極化方向，研究(jiu)其(qi)光電性，實驗框圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)1所示(shi)。

　　圖1：外加脈沖電(dian)場法PPLN實(shi)驗(yan)框圖

　　實驗結果：通常對于周期性電場極(ji)化(hua)的(de)(de)(de)鈮酸鋰(li)晶(jing)體，其疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)也就是(shi)光軸(zhou)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)如(ru)圖(tu)2-1所示，極(ji)化(hua)前晶(jing)體鐵電疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)都為(wei)+Z方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，而極(ji)化(hua)后的(de)(de)(de)PPLN晶(jing)體，其正(zheng)(zheng)疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)內的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)沿(yan)+Z方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，負疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)內的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)則沿(yan)-Z方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)如(ru)圖(tu)2-2。兩者的(de)(de)(de)極(ji)化(hua)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)正(zheng)(zheng)好成180°反向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，但這種結(jie)構對晶(jing)體的(de)(de)(de)光軸(zhou)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)并無任何影響，正(zheng)(zheng)疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)和負疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)的(de)(de)(de)光軸(zhou)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)應該都是(shi)沿(yan)Z方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，只有在(zai)Y方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)加上電場后，正(zheng)(zheng)疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)和負疇(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)(chou)的(de)(de)(de)光軸(zhou)才會發生(sheng)(sheng)不(bu)同方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)偏轉,由此就會產(chan)生(sheng)(sheng)Solc濾波效應。

　　圖2-1：電(dian)場極化前極化方向示意圖

　　圖2-2：外(wai)加脈沖電(dian)場極化(hua)后極化(hua)方向示意圖

　　電壓放大器推薦：ATA-2161

　　圖：ATA-2161高壓放大器指標參數

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