電光材料

電光材料

具有電光效應的光學功能材料
在外加電場作用下,材料的折射率發生變化的現象稱電光效應。上述光開關可使晶體中兩束光波産生零和二兩種相位差,亦即使透過光相對于入射光産生零度或90度的偏振方向改變,這樣可用另一塊雙折射晶體實現兩種“地址”的離散角偏轉。另一類光束偏轉器利用電光晶體折射率随電壓而改變的特性,即将電光晶體制成棱鏡形,則外加電壓就會連續改變光束的偏轉角,多塊棱鏡的串接可以增加其偏轉角。
  • 中文名:電光材料
  • 外文名:electro一optic materials
  • 地理位置:
  • 所處時代:
  • 占地面積:
  • 保護級别:
  • 開放時間:
  • 類别:材料
  • 實用電光材料:氛化磷酸二氫鉀、磷酸二氫胺)

性能要求

①品質因子

早期曾用約化半波電壓矶作品質因子,它表征的是電光材料的有效電光效應的大小。對高重複率的開關及寬帶的調制器,技術應用中還要考慮器件的驅動功率,由此定義一個品質因子F。F與單位寬帶的驅動功率成反比。無論是矶或F都反映出大的有效電光系數和高的折射率是選擇電光材料的首要考慮因素。

②高的光學均勻性

各種電光器件都基于晶體中特征模間的偏光幹涉,因而要求材料的光學均勻性小于10~scm。材料制備中引入的包裹物、條紋、疇界等,降低材料的光學均勻性,造成開關關不死、光強的調制度以及偏轉的分辨率下降。

材料的消光比(在兩個偏振面垂直時的光透過)是衡量器件光學均勻性的一個直接指标。好的開關器件要求消光比達80dB以上。

③透明波段

電光材料要求對所用光波透明。寬的透明波段能展伸材料所應用的波長。為避免雙光子吸收,要求材料具有低的短波吸收限。吸收常與過渡金屬元素雜質以及晶體中的散射顆粒有關。過渡金屬雜質在電光晶體中産生有害的光折變效應,降低電光性能。銳酸铿(LN)晶體中鐵雜質是最典型的例子,摻鎂可以降低光折變效應。雜質和散射顆粒的光吸收是造成器件溫升的主要原因。

④溫度穩定性

由于電光效應産生的折射率改變一般很小,因而折射率的溫度變化,特别是雙折射率的溫度變化會造成器件性能的極大變化。

⑤易于獲得高光學質量大尺寸單晶

電光器件尺寸往往達厘米量級,因而獲得高光學質量的大尺寸單晶是對材料的重要要求。

具體應用

①電控光開關

将電光晶體置于互成正交的一對偏振器之間,并使晶體的電感生特征模方向與偏振器方位成45度角,則一定幅度(相當于半波電壓矶)的外加電壓就能使晶體中兩個偏振模程差改變半個波長,從而實現對透過光的開關控制。這種電光效應的響應可達10一’。秒,可制作超快速電光快門。

②光強度的電調制

在類似上述電光開關的裝置中,透過光強與外加電壓的關系可用貝塞爾函數展開,這是一種平方律光強度調制器。如果在外加調制電壓同時加上半波電壓一半的直流偏壓,或用一個四分之一波片插入光路以提供預置四分之一程差,那麼在調制電壓低于0.383矶(風為約化半波電壓)時,可獲得近似線性的光強調制,由此可制成光強度的線性調制器。

③光偏轉器

利用電光晶體可制成兩類電控光束偏轉器。上述光開關可使晶體中兩束光波産生零和二兩種相位差,亦即使透過光相對于入射光産生零度或90度的偏振方向改變,這樣可用另一塊雙折射晶體實現兩種“地址”的離散角偏轉。這類偏轉器稱為離散角偏轉或數字式偏轉。利用”塊這種組件,可實現電控2n個地址。

另一類光束偏轉器利用電光晶體折射率随電壓而改變的特性,即将電光晶體制成棱鏡形,則外加電壓就會連續改變光束的偏轉角,多塊棱鏡的串接可以增加其偏轉角。這類偏轉器稱為光束連續偏轉器。

④光頻率調制

外加田頻率的電場在光強調制器中必然産生與叻頻率光波的混頻,從而産生田。+棄麼u的光波。一般調制電場頻率與光波線寬相比小得多,因而無實用價值;但對微波電場,則可造成明顯的頻率調制。這種調制可用外差法或鎖相技術靈敏檢出。

⑤波導效應

将電光材料制成波導,就可以低的調制或開關電壓來實現波導模的調制、開關和偏轉。由此可制成小型、緊湊的各種光電子器件。性能要求在技術應用中,首先考慮電光材料的光學和電學性能;此外,還要考慮其效應,以及受外界溫度、應力等幹擾時的穩定性。

發展前景:新材料産業合作對接會

7月16日下午,第二屆中國光電材料大會暨矽基新材料産業合作對接會舉在蚌埠舉行,蚌埠市委書記黃曉武出席并緻辭。n

黃曉武在緻辭中指出,蚌埠将聚焦打造“中國矽谷”、建設世界級矽基和生物基制造中心,秉承開放理念,強化世界眼光,錨定創新,立足市場,借力資本,全面加強人才、技術、資本、政策、基地等産業生态建設,全力支持光電新材料、矽基新材料領域核心技術研發、重大成果轉化,竭誠為各類科技人才、企業家和投資人提供最優服務保障,加快建設在全國具有重要影響力的光電材料、矽基新材料産業集聚區、人才彙聚地、創新示範區。n

近年來,蚌埠堅持工業強市核心戰略不動搖,搶抓新一輪科技革命和産業變革機遇,聚合創新資源、聚力科技攻關,打造形成了矽基新材料和生物基新材料“雙輪驅動”的新材料産業基地。n

其中,光電材料發展取得了長足進步,原創性成果持續湧現,産業規模加速提升,集聚态勢不斷顯現,已經成為國内重要的光電材料産業基地。

“中國矽酸鹽學會将以此次光電材料大會為契機,強化材料統籌規劃、構建開放交流平台、深化全方位合作,通過推動光電材料産業的高質量發展加速安徽“三地一區”建設,為産業升級和區域經濟優化提供新的動能。”中國矽酸鹽學會副理事長晉占平說到。n

會上,玻璃新材料行業工業互聯網發展合作項目、5.0中性硼矽藥用玻璃項目、懷遠凱盛新能源戰略合作開發項目、蚌埠凱盛猛獅儲能裝備制造基地項目等項目集中簽約。中國工程院院士張聯盟作主旨報告。n

據悉,安徽蚌埠是中部地區重要老工業基地城市、華東地區重要綜合加工制造基地和安徽省重要新興産業基地,近年來,蚌埠主動擔當國家使命,奮力搶抓時代機遇,全力謀劃推動光電新材料産業發展,為光電材料的自主可控、跨越發展作出了突出貢獻。

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