實驗名稱：正交相钽铌酸鉀晶體的線性電光效應

　　測試設備：高壓放大器、He-Ne激光器、光電探測器、鎖相放大器、計算機等。

　　實驗過程：

　　圖1：Mach-Zehnder雙光束幹涉測量系統

　　雙光束幹涉法的基本原理如圖1所示，光源選用He-Ne激光器，激光光束經過分束棱鏡BS1可以分爲信號光和參考光，利用透鏡將信號光聚焦通過樣品，由于樣品的存在，信號光通過樣品時會引入額外光程，進而兩束光的光程産生差異，在BS2處發生幹涉，利用透鏡將幹涉條紋進行放大到光電探測器，光電探測器可以將接受的光信號轉化爲電信號並再傳遞到鎖相放大器。信號被鎖相放大器調制輸出後通過高壓放大器放大後施加在晶體上，利用高壓放大器可以有效地控制外加電場的大小。整個雙光束幹涉系統的數據采集由計算機來完成。

　　爲了提高實驗的精確度，在實驗進行的過程中我們把信號光和參考光兩束光中加入衰減片，以此使調制後的兩束光光強大致相等，這樣可以提高幹涉條紋的調制度；不可避免的材料中會存在光折變，當光束通過晶體時會産生一定程度的散射，使得出射光的光斑變散，因而通過衰減片可以調控光束使之成爲弱光，再打在樣品上；在光路搭建中還加進了偏振片，利用偏振片改變晶體中光的偏振態來測量電光系數矩陣的不同張量元。

　　實驗中，選用出射光波長爲632.8nm的He-Ne激光器，通過鎖相放大器調節外加正弦型電場的頻率，並將其利用高壓放大器爲KTN單晶施加一個的大電壓，晶體兩電極間的距離爲d=2.17mm，透光方向上的長度爲l=0.79mm。爲了提高光束的質量，在信號光路晶體樣品的前後加入焦距爲15cm的凸透鏡，使打在樣品上的光斑直徑縮�。�這樣可以減小透過光束的散射程度。

　　圖2：正交相晶體實驗條件示意圖

　　實驗結果：

　　正交相KTN晶體[011]方向極化之後，以[011]_c爲x1方向，以[100]_c爲x2方向，以[011]_c爲x3方向。如圖2所示，在實驗過程中，施加電場方向爲[011]_c方向，入射光的通光方向爲[011]_c方向。當入射光的偏振方向爲水平偏振時，通過實驗測出得γ13=1.04×10^-11m/V，調整入射光爲豎直偏振時，可以計算得出γ33=7.80×10^-11m/V。

　　由于正交相KTN晶體的內部存在亞微米量級的鐵電疇結構，小尺寸的疇結構可使得電極化率得到提升，進而可以增強正交相KTN鐵電單晶的電光效應，所以正交相KTN晶體可以表現出優異的電光效應。

　　電壓放大器推薦：ATA-2161

　　圖：ATA-2161高壓放大器指標參數

　　本资料由Aigtek安泰电子整理发布，更多案例及产品详情请持续关注我们。西安安泰电子Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。