固體光學(xué)晶體光學(xué)ppt課件(參考版)
2025-01-17 12:07本頁面
【正文】 。 . Garn and . Sharp, J. Appl. Phys. 53 (1982) 8980。 . Garn和 . Sharp早在 1982年就詳細(xì)討論了低頻正弦溫度場下熱釋電系數(shù)的測量原理和實(shí)驗(yàn)方法，即使用動態(tài)法來測量熱釋電系數(shù)。熱釋電系數(shù)的定義為， Current response FOM: Voltage response FOM: Detectivity FOM: pi cpF ?)( 0 rpv cpF ???))t a n(( 2/10 d?? rpD cpF ?熱釋電探測器的優(yōu)值指標(biāo) TPp ???cp為材料的體積比熱， tand為介電損耗， ?r為相對介電常數(shù)， ?0為真空中介電常數(shù)。壓電方程， 1: 長度沿 [100]方向，兩電極主表面是 [001]的長條片。 3: 三對晶面方向分別是 [100]/[010]/[001]的長方片。壓電方程， 5: 三對晶面方向沿 [110]/[110]/[001]的長方片。由于邊界條件的限制，測量時(shí)需要把材料制成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，即壓電振子。 壓電性質(zhì)測量 光學(xué)相干法 對應(yīng)于振動位移峰谷兩處，可在光拍信號的一個(gè)周期中讀出光拍個(gè)數(shù) N ,則動鏡的振動位移峰值為 4/?NA m ?晶體的壓電系數(shù) d33 = Am/Vm tlA CS u b s t r a t eM i r r o r按照右圖所示施加電壓，可得到晶體的壓電系數(shù) d13值，即 tVlAdmm?13江惠民， 江群會 ，中國陶瓷 38(5) (2022) 34 mie mid mig mih , mi＝ 15, 31,33 彈性系數(shù) Eijs Dijs Eijc Dijc, ij＝ 11, 12, 13, 33, 55, 66 介電常數(shù)和介電隔離率 Tmn? Smn? Tmn? Smn? , mn＝ 11, 33 壓電系數(shù) 四方相單晶沿共有 11個(gè)獨(dú)立的材料參數(shù)，包括 Smimi ETe )(???? TmiEimmi ESTDd )()( ??????Dimmi TEg )(????壓電應(yīng)力系數(shù) 壓電應(yīng)變系數(shù) 壓電電壓系數(shù) 壓電勁度系數(shù) Dimmi SEh )(????彈性剛度系數(shù) jiij STc ??? 彈性順度系數(shù) jiij TSs ???介電隔離率 mnmn ?? 1?介電常數(shù) nmmn ED????上角標(biāo) E表示短路狀態(tài) 上角標(biāo) D表示開路狀態(tài) 上角標(biāo) T表示夾持狀態(tài) 上角標(biāo) S表示自由狀態(tài) 壓電性質(zhì)測量 諧振－反諧振法 利用阻抗譜的諧振與反諧振法測量四方相單晶全套介電、壓電和彈性參數(shù)，圖中為所需的五種不同振動模式的樣品切型。 對于光拍信號，動鏡在位移最小處速度最大，光拍最密；反之，在位移最大處速度最小，光拍最疏。因此根據(jù)光拍信號的個(gè)數(shù)就可以計(jì)算出壓電陶瓷片伸縮的距離。測量時(shí)可使光軸方向沿著施力方向，若壓電系數(shù)為正，則晶體光軸向上；若為負(fù)，則向下。對于一階相變，升溫測量與降溫測量的介電峰不重合，二階相變則重合。 40 80 120 16005000100001500020220TmTotTro Dielectric constantTemp eratur e(oC)某晶體的介電常數(shù)隨溫度變化曲線 通過測量介電常數(shù)隨溫度的變化關(guān)系，可以得知晶體的相變特性。 Agilent 4285A型阻抗分析儀，頻率范圍為 75kHz30MHz，可以計(jì)算機(jī)控制掃頻，常用于測試壓電單晶各個(gè)模式壓電振子的諧振、反諧振頻率。 一 . 光學(xué)性質(zhì)測量 1. 折射率 2. 光學(xué)透過性 3. 電光性能 4. 光折變性質(zhì) 二 . 鐵電性質(zhì)－電滯回線測量 三 . 介電性質(zhì) 四 . 壓電性質(zhì)測量 1. 準(zhǔn)靜態(tài)法 2. 光學(xué)相干法 3. 諧振－反諧振法 五 . 熱釋電性質(zhì) 主要內(nèi)容 介電性質(zhì) 測量設(shè)備 變溫掃頻介電性能測試儀 。 (3) 信號采集設(shè)備。 (2) 高壓放大儀。 鐵電性質(zhì) 電滯回線 (測量方法 ) 測試系統(tǒng)中所需外部設(shè)備： (1) 超低頻信號發(fā)生器。 CxCo壓 敏電 阻穩(wěn) 壓電 阻1 0 M1 0 MR2R1 1 2 V+ 1 2 VC o m p u t e r高 電 壓試 件大 電 容T L 0 6 1鐵電性質(zhì) 電滯回線 (測量方法 ) 由于標(biāo)準(zhǔn)電容 C0和試樣 Cx串聯(lián)，二者瞬時(shí)電荷在任何時(shí)間總相等。 壓敏電阻和穩(wěn)壓電阻可防止發(fā)生高壓擊穿現(xiàn)象 。 其中標(biāo)準(zhǔn)電容 C0遠(yuǎn)大于試樣電容 Cx。在圖中FD線段處，極化與電場成正比，將 FD反向延長，交極化軸于 C，OC代表的極化稱為自發(fā)極化 Pr (spontaneous polarization) 。 DF線段 OA代表的電場可使極化等于零，稱為矯頑場 Ec (coercive field)。曲線的峰值處所對應(yīng)的電壓即為半波電壓 Vn. 一 . 光學(xué)性質(zhì)測量 1. 折射率 2. 光學(xué)透過性 3. 電光性能 4. 光折變性質(zhì)、 二 . 鐵電性質(zhì)－電滯回線測量 三 . 介電性質(zhì) 四 . 壓電性質(zhì)測量 1. 準(zhǔn)靜態(tài)法 2. 光學(xué)相干法 3. 諧振
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1