钽酸锂晶体及其应用分析

钽酸锂作为一种优良的多功能晶体材料,具有良好的压电、电光和热释电等性能,已被广泛应用于通信、电子等行业。该文介绍了钽酸锂晶体的结构、缺陷及性能调控方式,总结了钽酸锂晶体的制备方法及优缺点,分析了钽酸锂晶体在各应用领域的国内外研究进展,并对钽酸锂晶体的发展进行了展望,以期对钽酸锂晶体的应用及研究提供帮助。     

42°Y钽酸锂晶体生长及性能研究

钽酸锂晶体具有优异的压电性能,是声表面波(SAW)滤波器广泛使用的衬底材料。该文采用自主研制的提拉单晶炉,成功生长出4英寸、42°Y方向、外观完整的钽酸锂晶体。经可见及近红外分光光度计测试,晶体透过率接近80%;经X线摇摆测试,其半高全峰宽(FWHM)为28.4″,单晶性较好;采用差热分析仪对生长的晶体头尾进行居里温度测试,居里温度偏差为4.4 ℃。声表面波性能测试结果表明,钽酸锂晶体的声表面波速度、机电耦合系数和频率温度系数等指标均满足SAW滤波器的使用要求。     

钽酸锂晶体滤波器的离子束刻蚀技术研究

以钽酸锂晶体作为晶体滤波器压电材料。通过优化离子束刻蚀工艺参数,采用间歇式离子束刻蚀方法,解决了刻蚀区微裂纹工艺问题,使厚度为60μm钽酸锂晶片减薄至30μm。利用反台阶结构晶片制作出了中心频率为70MHz、3dB带宽为1 109kHz的高基频宽带钽酸锂晶体滤波器。     

基于36°Y-X钽酸锂的扇形声表滤波器设计与研究

该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时，其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10^-6/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性，用它设计相对带宽5%～10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性，器件实测结果与仿真相符。     

参量振荡器化学计量比钽酸锂室温极化技术

采用助熔剂籽晶提拉法成功生长了近化学计量比钽酸锂单晶.采用自行研制的极化设备,研究了大面积且厚度达到1.8 mm的近化学计量比钽酸锂晶体的电场室温极化过程,针对在极化过程中外部施加高电压时产生的回流现象,采用改变极化时间和相应的极化电压来抑制的方法,取得了较好的效果.利用化学腐蚀法,成功地观察了钽酸锂晶体的大面积畴反转.发现近化学计量比钽酸锂反向矫顽场较正向矫顽场低,并利用这一性质,进一步研究了近化学计量比钽酸锂的极化特性.     

基于周期性极化钽酸锂晶体的连续激光倍频技术研究

针对连续激光倍频的需求,对比分析了周期性极化钽酸锂晶体和铌酸锂晶体的非线性光学特性,从技术研究角度确定了周期性极化钽酸锂晶体更适合用于连续激光倍频。依据非线性转换效率和晶体结构安装尺寸,确定了基频激光压缩及倍频激光准直的参数,从保证工程应用的角度选择了81μm极化周期的钽酸锂晶体,设计并实现了双光路倍频,获得了超过5W的540nm连续倍频激光输出。     

均匀周期极化化学计量比钽酸锂晶片的制备

采用添加助熔剂(K2O)的方法,成功制备了近化学计量比钽酸锂晶体,并基于1mol%MgO掺杂的化学计量比钽酸锂晶体周期性畴反转制备光参量振荡器(OPO)。通过在晶片表面形成占空比为60%的聚酰亚胺周期结构并利用液体电极施加极化电压,运用三步电压极化技术,制备出Z向切割1mm厚的均匀周期极化化学计量比钽酸锂晶片,晶片的畴反转占空比接近50%。     

无线传声器用钽酸锂振子的研制

钽酸锂(LiTaO_3)是目前应用很广泛的压电、铁电和电光晶体。由于它的居里温度高(居里温度为618℃),因而制成器件可在高温下工作,不会退极化。另外它还有不溶于水、化学性能稳定等优点。现已广泛用来制作各种器件,如微声器件、机电换能器、红外探测器、激光调制器、超高频单片滤波器、与石英晶体合用作温度补偿晶体振荡器、作宽带晶体滤波器等等。无线传声器中应用LiTaO_3振子作调频振荡器的稳频控制器件,以使发射机具有良好的频率稳定性。70年代初我国研制出的无线传声     

高频宽带晶体滤波器的研制

在目前获得高频钽酸锂晶体谐振器较难的情况下,该文以石英晶体为材料,通过化学腐蚀法,将谐振器的基波频率从45 MHz提高到63 MHz,并采用在传统差接桥型电路中插入LC调谐回路的电路展宽方式,将石英晶体滤波器的相对带宽从0.3%拓展到1%。基于该法研制出相对带宽约1%的63 MHz晶体滤波器,其带宽大于600 kHz,损耗为4 dB。     

国外简讯

东芝公司不久将出售钽酸锂单晶以满足表面波滤波器和其它器件对这种基体材料迅速增长的需要.这种钽酸锂单晶的直径为62毫米,厚为0.5毫米,比重为7.46,表面波速度为3288米/秒,延迟时间的温度系数比为18×10~(-6)/℃.彩色电视接收机的视中频段采用表面波滤波器,(1)可以省略调谐线卷和3—     

消除端电容对单片晶体滤波器影响的方法

为了解决晶体滤波器与电路前、后级有效匹配连接,并消除端分布电容的影响,提出了一种新的设计方法。该方法采用在滤波器的前后端装加匹配器,匹配器由电感和电容等不消耗有功功率的无功元件构成,因此不会对信号产生较大的传输损耗,也不会使通带特性变差。且匹配器可起到"隔离"分布电容的作用,大大减小分布电容对滤波器端部的影响,具有很好的应用价值。     

三次泛音单片式、高频及高阻带晶体滤波器

研究了三次泛音模式下单片式晶体滤波器的设计方法、制作工艺。通过优化滤波器结构、合理控制晶片镀回频率等方法,实现了晶体滤波器的高阻带和高杂波抑制。制作出一种工作频率为41.4 MHz,响应模式为三次泛音的单片式晶体滤波器。结果表明,该晶体滤波器的-1 dB带宽为2.9 kHz,带内波动为0.3 dB,阻带抑制为82 dB。     

四极点LGS晶体滤波器的研制

介绍了了一种四极点单片式硅酸鎵镧(La_3Ga_5SiO_(14),LGS)晶体滤波器的设计方法.该滤波器中心频率为5 MHz,3 dB带宽20 kHz,工作温度范围为-55～+125 ℃,体积只有32.0 mm×16.0 mm×8.5 mm.实验证明,LGS晶体能实现相对带宽为0.3%～0.8%,频率温度稳定性好,体积小的晶体滤波器,具有广泛的应用价值.     

一种特殊的单片晶体滤波器模块

介绍了一种进口中频滤波器微电路模块.该中频微电路模块是中心频率为12.1 MHz,3 dB带宽240 kHz,体积仅35 mm×25 mm×5 mm的一种复合型宽带有源单片式晶体滤波器,其采用叉指结构对单片晶体滤波器的性能进行改善.通过实验证明叉指结构对单片晶体滤波器具有改善矩形系数,增加带外抑制和精密微调频率的作用.     

钽酸锂晶体宽带滤波器

本文简要介绍钽酸锂晶体及器件的一些特性,对用该材料制作的21.4MHz宽带滤波器的设计、制作和测试结果作了较详细的介绍,滤波器的带宽达225kHz,矩形系数(BW_(?0dB)/BW_(3dB)为2.66,带外衰减在50dB以上。该材料在做宽带滤波器和压控振荡器方面具有优越性。     

Design of symmetrical polylithic crystal filters

For the original article see ibid., vol.12, no.25, p203-3 (1976). C.C. Lin Provided an algorithm for designing symmetrical even-order all-pole bandpass polylithic crystal filters using dual-resonator monolithic crystal filter (MCF) elements. The commenter points out a couple of omissions in the algorithm given. With the corrections suggested, it was verified that the algorithm did provide a design procedure for all-pole filters that have any number of symmetrical MCF elements.<>     

Some recent advances in integrated crystal filters

Integrated crystal filters-monolithic, tandem monolithic, and hybrid monolithic (polylithic) quartz crystal filters-are widely used in HF, VHF, UHF, and satellite communications equipments, in both commercial and military, in telephone FDM equipment, and in a number of other applications including frequency synthesizers and airborne navigation aids. Frequencies range from 5 to 180 MHz and occasionally to 250 MHz. Maximum inductorless bandwidths are usually 0.25 to 0.35 percent of center frequency below about 30-35 MHz and less at higher frequencies where overtones must be used. In the past decade, piezoelectric resonator theory has been extended to model accurately the linear and nonlinear behavior of monolithic filter devices. While most integrated crystal filters are all-pole networks, techniques for the design of filters with real and complex frequency transmission zeros are finding increasing application. A number of examples of current production filters are presented.     

Experimental validation of exact design of switched-capacitor ladder filters

Experimental results validating a recently introduced exact theory for switched-capacitor lowpass ladder filters are presented. The prototype filter is a third-order Butterworth design using a low sampling/filter-cutoff ratio of 8.28 and has been fabricated in monolithic form.     

以Li2B4O7为基片150MHz SAWF的设计与研制

介绍了以Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７为基片，１５０ＭＨｚ声表面波窄带滤波器的设计与制作，在设计中采用了波导耦合谐振器的结构形式，按新研究的光刻腐蚀方法，成功地制作出了１５０ＭＨｚ的窄带滤波器，验证了波导耦合谐振滤波的理论，证实了Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７确实是较怕表面波基片材料。     

基于二维光子晶体带隙及自准直效应的光分插滤波器研究

鉴于光子晶体具备控光能力强和响应速度快等优点,设计了基于二维光子晶体带隙及自准直效应的光分插滤波器。将二维的正方晶格介质柱当作材料,并融合光子晶体带隙、自准直效应实现光分插滤波器设计。引入平面波展开法,实现完整周期光子晶体架构求解。引入时域有限差分法,获取晶体中的电场磁场整体分布。模拟结果显示,该结构耦合效率与品质因子良好,且场图模拟与对应结构透射谱拟合度较高,表现出了较强的可实践性。