實驗名稱：干涉法測算的壓(ya)電系數基本原(yuan)理

　　研究方向：光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)干涉原理現在(zai)(zai)已經廣泛應用在(zai)(zai)各種(zhong)領域中(zhong)(zhong)，特別是在(zai)(zai)光(guang)譜學(xue)、精(jing)密(mi)計量及探(tan)測中(zhong)(zhong)。當振動方向(xiang)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)兩列(lie)波(bo)(bo)（或者(zhe)多列(lie)波(bo)(bo)）在(zai)(zai)空間中(zhong)(zhong)某一位(wei)置(zhi)(zhi)相(xiang)遇時，相(xiang)遇位(wei)置(zhi)(zhi)內各點的(de)(de)(de)(de)(de)振幅(fu)等于(yu)各列(lie)波(bo)(bo)在(zai)(zai)該點振幅(fu)疊加（對于(yu)標量波(bo)(bo)，相(xiang)遇位(wei)置(zhi)(zhi)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)函數(shu)等于(yu)所有波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)函數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)標量和；對于(yu)矢(shi)量波(bo)(bo)，相(xiang)遇位(wei)置(zhi)(zhi)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)函數(shu)等于(yu)所有波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)函數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)矢(shi)量和）。其中(zhong)(zhong)某些位(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)振幅(fu)始終(zhong)增(zeng)強，另一些位(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)振幅(fu)始終(zhong)消弱，最終(zhong)形成穩定的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)強強弱分布。

　　測試設備：高壓放大器、信(xin)號(hao)發生器(qi)(qi)(qi)、示(shi)波器(qi)(qi)(qi)、鎖相放大器(qi)(qi)(qi)、He-Ne激光(guang)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)電探測器(qi)(qi)(qi)等(deng)。

　　實驗過程：

　　圖1：干涉法測(ce)量晶體(ti)壓電系數的實驗裝置

　　干(gan)涉(she)法測量晶體壓電(dian)系數的(de)實驗裝置如(ru)圖1所示，主要(yao)由邁克爾遜千涉(she)儀，信號發生(sheng)器(qi)，高(gao)壓放大器(qi)，鎖相放大器(qi)，光電(dian)轉換元件以及示波器(qi)組成。

　　干涉(she)(she)法測量主要利用邁克爾遜干涉(she)(she)對相(xiang)(xiang)位的(de)(de)敏感性。干涉(she)(she)儀(yi)結構中的(de)(de)兩(liang)片全反鏡分(fen)別與(yu)(yu)參考晶(jing)體和(he)待(dai)測晶(jing)體膠合(he)在一(yi)(yi)起，由信(xin)(xin)號(hao)源所發出的(de)(de)同(tong)相(xiang)(xiang)位的(de)(de)兩(liang)束正弦波經過(guo)高壓(ya)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)放(fang)大(da)(da)(da)后(hou)分(fen)別加在參考晶(jing)體和(he)待(dai)測晶(jing)體上(shang)。光的(de)(de)干涉(she)(she)信(xin)(xin)號(hao)通過(guo)硅探測器(qi)轉化為電壓(ya)信(xin)(xin)號(hao)，經過(guo)鎖相(xiang)(xiang)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)放(fang)大(da)(da)(da)。信(xin)(xin)號(hao)源輸出與(yu)(yu)正弦信(xin)(xin)號(hao)頻率相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)方波信(xin)(xin)號(hao)作(zuo)為鎖相(xiang)(xiang)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)的(de)(de)參考信(xin)(xin)號(hao)。鎖相(xiang)(xiang)放(fang)大(da)(da)(da)器(qi)只針對與(yu)(yu)參考信(xin)(xin)號(hao)同(tong)頻率的(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)進(jin)行放(fang)大(da)(da)(da)，一(yi)(yi)定程度上(shang)避免了干擾信(xin)(xin)號(hao)對實驗的(de)(de)影響(xiang)。

　　實驗結果：

　　干涉(she)法測(ce)試材料(liao)壓電(dian)(dian)系(xi)數(shu)是根(gen)據光(guang)電(dian)(dian)轉換元件(jian)(jian)所反映(ying)出的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)強變化(hua)來(lai)觀察兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對相(xiang)位變化(hua)。在(zai)沒(mei)有(you)外加電(dian)(dian)場的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)下，兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)存(cun)在(zai)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)干涉(she)，將(jiang)此時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)干涉(she)光(guang)強定位初(chu)始值I0。在(zai)參考晶(jing)體和待測(ce)晶(jing)體在(zai)電(dian)(dian)場作用下產生形(xing)變后的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)強為I＇。而晶(jing)體逆壓電(dian)(dian)效應引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)變量(liang)一(yi)般在(zai)10nm以(yi)(yi)內，遠遠小(xiao)于激光(guang)波(bo)(bo)長。若(ruo)當(dang)I0＝I＇時(shi)(shi)，不存(cun)在(zai)兩(liang)塊晶(jing)體形(xing)變量(liang)差值為波(bo)(bo)長整數(shu)倍(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況，可以(yi)(yi)認(ren)為參考晶(jing)體與待測(ce)晶(jing)體的(de)(de)(de)(de)(de)凈形(xing)變量(liang)形(xing)同(tong)。利用光(guang)強前后的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)情(qing)況，可以(yi)(yi)得到(dao)兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)相(xiang)對相(xiang)位情(qing)況，當(dang)干涉(she)光(guang)強I＇與初(chu)始狀態I0相(xiang)同(tong)時(shi)(shi)，則可以(yi)(yi)根(gen)據公式1計算出待測(ce)樣(yang)品的(de)(de)(de)(de)(de)壓電(dian)(dian)系(xi)數(shu)。

　　公式1：

　　其中，s代(dai)表(biao)待(dai)(dai)(dai)測(ce)(ce)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)樣品，r代(dai)表(biao)參(can)考(kao)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)。Ls和(he)(he)Lr分別代(dai)表(biao)待(dai)(dai)(dai)測(ce)(ce)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)和(he)(he)參(can)考(kao)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)待(dai)(dai)(dai)測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)形(xing)變方向上(shang)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度(du)。Ts和(he)(he)Tr分別代(dai)表(biao)與電(dian)場矢量(liang)(liang)方向平行的(de)(de)(de)(de)待(dai)(dai)(dai)測(ce)(ce)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)和(he)(he)參(can)考(kao)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)厚度(du)。Vs和(he)(he)Vr分別代(dai)表(biao)待(dai)(dai)(dai)測(ce)(ce)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)和(he)(he)參(can)考(kao)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)上(shang)表(biao)面(mian)和(he)(he)下表(biao)面(mian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)勢(shi)差。ds是(shi)要測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)壓電(dian)系(xi)數，dr是(shi)己知的(de)(de)(de)(de)參(can)考(kao)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)壓電(dian)系(xi)數

　　?高壓放大器推薦：ATA-7010

　　圖：ATA-7010高壓放大器指標參數

　　本資料由(you)Aigtek安(an)泰(tai)(tai)電子整(zheng)理發布，更多(duo)案例及產(chan)品詳情請(qing)持續(xu)關注我們。西(xi)安(an)安(an)泰(tai)(tai)電子Aigtek已經成(cheng)為在業(ye)界(jie)擁有(you)廣泛(fan)產(chan)品線，且(qie)具(ju)有(you)相當規(gui)模的(de)儀器(qi)設備供應商(shang)，樣機都支持免費試用(yong)。如想了解更多(duo)功率放大器(qi)等(deng)產(chan)品，請(qing)持續(xu)關注安(an)泰(tai)(tai)電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。