固體光學(xué)晶體光學(xué)ppt課件-wenkub.com
2025-01-11 12:07 本頁(yè)面
【正文】 陳敏揮等，一種用于熱釋電薄膜材料的熱釋電系數(shù)測(cè)量裝置及方法，中科院技術(shù)物理研究所，專利申請(qǐng)?zhí)?02136155。 基本定義 熱釋電性質(zhì) 測(cè)量熱釋電系數(shù)常使用的是交流法，或稱為動(dòng)態(tài)法。壓電方程， 4: 長(zhǎng)度沿 [001]方向的長(zhǎng)棒。 2: 主表面垂直 [001]極化方向的正方片?？梢?jiàn)，隨著時(shí)間的變化，光拍信號(hào)是一個(gè)具有一定周期性的變頻信號(hào)，其周期為原振動(dòng)信號(hào)周期的 1/ 2 。 壓電性質(zhì)測(cè)量 光學(xué)相干法 晶體上的反射鏡每移動(dòng) ?/ 2 的距離就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)光干涉的拍信號(hào)。通常介電常數(shù)最大峰對(duì)應(yīng)著鐵電－順電相變，較低溫度的介電峰則為鐵電－鐵電相變。 左上為加熱爐 ， 左下為溫控儀 ， 右側(cè)為MODEL TH2816型寬頻 LCR數(shù)字電橋阻抗測(cè)量?jī)x (常州同惠電子有限公司 )， 測(cè)試頻率范圍 20Hz150kHz?？蓪⑿盘?hào)發(fā)生器的電壓放大至數(shù)千伏，其放大倍數(shù)根據(jù)測(cè)試材料的矯頑場(chǎng)選擇，一般要求放大后的電壓為2022V~+2022V。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電容器 C0兩端的電壓為 V1(t)，瞬時(shí)電荷為 Q(t)；試樣的電極面積為 A，瞬時(shí)電位移為 D(t)，瞬時(shí)電極化強(qiáng)度為P(t)，則有 0001)()()()(CtAPCtADCtQtV ???試樣上的瞬時(shí)電極化強(qiáng)度 P(t)可表示為 ACtVtP 01 )()( ?測(cè)試過(guò)程中，只要測(cè)得電壓 V1(t)，便可得知 P(t)。 晶體樣品電容 Cx一般小于 5nF， C0可選為 10?F。線段 OB代表的極化稱為剩余極化Pr (remanent polarization) 。 消光比定義為正交偏振干涉中晶體的最大透過(guò)光強(qiáng)與最小透過(guò)光強(qiáng) 32 實(shí)際測(cè)量時(shí)，可不斷地改變外加電壓，記錄光強(qiáng)相應(yīng)的變化，作出 I— V曲線。 上式的適用頻率為 1kHz。 介電常數(shù)的測(cè)量及其頻率范圍 26 對(duì)介電常數(shù)的測(cè)量 ， 一般通過(guò)測(cè)量電介質(zhì)的電容量來(lái)實(shí)現(xiàn) 。為簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)分析，通常假定 電子和空穴的競(jìng)爭(zhēng)因子 ?(K)與波矢 K無(wú)關(guān)。在擦除過(guò)程中，擦除光與它的衍射光在晶體內(nèi)發(fā)生干涉，從而寫(xiě)入新光柵，新舊光柵之間的相互作用將影響擦除速率。 (5) (6) (7) 13333 )/( ??? eoc nn??光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 有效電光系數(shù) (單軸晶體 ) 可以得到所測(cè)樣品有效電光系數(shù) mmec VLnd ??????3p??由式 (6)和 (8)可得 (8) ppmmec vvVLnd????? ?? 213p ??(9) M. Aillerie et al, Appl. Phys. B 70 (2022) 317 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 有效電光系數(shù) (各向同性晶體 ) 在各向同性晶體有效電光系數(shù)的測(cè)量中，檢偏器的通光方向與起偏器相互垂直，其它元件配置不變。 (1) (2) (3) 0 90 180 270 360I =(I ma x I mi n)/ 2I mI ma xII mi nOutput light intensity IP hase ret ardati on ? (d egree)圖中給出了輸出光強(qiáng)隨相位延遲的變化關(guān)系 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 有效電光系數(shù) (單軸晶體 ) 測(cè)試時(shí)要把工作點(diǎn)定在最大線性工作點(diǎn)處，也就是相位延遲為 p/2的地方。 45186。 傅立葉變換紅外光譜儀 (FTIR spectrophotometer) 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 光學(xué)透過(guò)性 (禁帶寬度 ) 吸收系數(shù) 吸收系數(shù)與晶體禁帶寬度的關(guān)系為 TRt?? 1ln1a t為晶體厚度， T為透射率， R為反射率 雙面拋光的晶體的反射率為 R=(n1)2/(n2+1) ngEhhA ))(( ?? ??a式中 A是常數(shù)， Eg表示允許躍遷的光學(xué)帶隙。 單項(xiàng) Sellmeier 關(guān)系 2200220200211 EEEESn d????? ???S0為平均振子強(qiáng)度， ?0為平均振子位置， Ed為色散能量， E0為單個(gè)陣子能量。 美國(guó)的 Metricon公司生產(chǎn)的 2022型棱鏡耦合器 折射率 (測(cè)量方法比較 ) 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 最小偏向角法 優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)量晶體雙折射（即 no和 ne），測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)：棱鏡樣品加工麻煩。入射光進(jìn)入樣品時(shí)，以不同的入射角 q連續(xù)掃描，測(cè)量反射光線的強(qiáng)度。為方便探測(cè)，用于光強(qiáng)調(diào)制；(5)探測(cè)器。大多選用 Xe或 HgXe燈，其強(qiáng)度從紫外 (～190 nm)到近紅外近似為常數(shù)； (2)偏振器。橢偏儀對(duì)樣品要求不高，測(cè)量薄膜和塊材樣品的折射率 n，消光系數(shù)（ extinction coefficient） k、厚度 d（主要指薄膜樣品）等有關(guān)參數(shù)，具有較靈敏、精度較高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且是非破壞性測(cè)量。 ABC[ 0 0 1 ]d棱鏡材料的折射率 n與頂角 a及最小偏向角 dmin的關(guān)系式 折射率 (最小偏向角法 ) 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 2s i n2s i nm inm in dda ??n 對(duì)于單軸晶體，切割棱鏡時(shí)使厚度沿著光軸方向。 折射率 (最小偏向角法 ) 光學(xué)性質(zhì)測(cè)量 一束單色平行光入射到棱鏡上，經(jīng)兩次折射后射出，入射光與出射光間的夾角 d稱為偏向角。如右圖所示， AB和 AC是透光的光學(xué)表面，又稱折射面。三棱鏡
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