小型化宽带钽酸锂晶体滤波器

介绍比较了钽酸锂(LiTaO3,简称LT)晶体和其他几种常用压电体波材料的物理特性,并从电路结构设计、寄生和谐波抑制及温度性能等方面详细介绍了单片钽酸锂晶体滤波器的设计方法并根据该方案设计了一种11.2 MHz单片式晶体滤波器.结果表明,钽酸锂晶体能方便地实现相对带宽0.8%～4.0%、频率温度稳定性好、体积小的宽带晶体滤波器,具有广泛的应用价值.     

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。     

钽酸锂薄膜红外探测器探测性能的模拟研究

建立了热释电钽酸锂薄膜红外探测器理论模型,用五层薄膜系统模拟了探测器结构,用钽酸锂晶体参数,模拟了探测器结构参数与探测率等性能指标之间的关系,研究了硅衬底厚度和钽酸锂薄膜厚度对探测器性能的影响。模拟结果显示,硅衬底彻底腐蚀形成悬空结构是减小探测器热传导损耗的最有效途径;热释电钽酸锂膜层越薄,器件探测率越高。探测器电压响应同时取决于钽酸锂膜层厚度和探测器外接电路参数。使探测器整体性能最佳的钽酸锂膜层厚度为1～2μm。     

电光晶体用于快速变焦的设计

在利用晶体的电光效应实现快速变焦时,需要合理地设计电光晶体及电极结构。基于晶体电光效应的基本原理,提出了其设计的基本原则和思路,并通过对一次电光晶体(铌酸锂晶体)和二次电光晶体(钽铌酸钾晶体)内部非均匀电场及其总附加光程的模拟和比较,获得了优化的电光晶体及电极设计结果。在此基础上,开展了电光晶体用于快速变焦设计的性能分析,并讨论了电光晶体长度、外加电压等参数对总附加光程的影响。结果表明:电光晶体的附加光程调制的曲率半径随控制电压增大而减小,在加载电压不变的情况下随晶体厚度的增大而增大。因此,在实际应用中,需要对晶体厚度和加载电压综合进行考虑,以获得最佳的变焦效果。     

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。     

铌酸锂晶体：从全息存储到三维显示

铌酸锂晶体是一种多功能、多用途的人工晶体材料，具有温度稳定性好、易于光学冷加工、性能易调控等优势。作为典型的光折变晶体，铌酸锂被广泛应用于高密度光存储、激光物理、信息处理和计算等研究与应用领域。伴随海量存储及动态全息三维显示的巨大需求与快速发展，基于铌酸锂晶体的三维光存储及动态显示再次成为研究热点。针对上述研究与应用，综述了铌酸锂晶体光折变全息存储及显示的原理、研究历史和最新进展，并对未来可能的发展方向进行了展望。     

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。     

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.     

铌酸锂和钽酸锂的频率温度系数研究

铌酸锂(LN)和钽酸锂(LT)具有弹光及电光效应,可用于压电振子、压电换能器及压电驱动器,而这些器件受切角对频率温度系数影响大.该文主要研究了一级频率温度系数分别随绕x轴和x轴旋转切角θ1和θ3的变化,且画出了各个切型下,一级频率温度系数随切角变化的曲线图,从而确定了LT晶体的零温度切角和LN的近似零温度切角,对由LT和LN制成的晶体器件的切角选择具有指导意义.     

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%。     

光学相控阵技术进展及其应用

介绍了光学相控阵技术的发展背景和工作原理,研究了国内外基于不同电光材料(钽酸锂、PLZT、AlGaAs和液晶)光学相控阵技术的进展,探讨了光束扫描(指向)控制存在的扫描机械问题及光学相控阵具有的功能优势,针对光学相控阵器件的现状,提出了光学相控阵材料技术的研究方向及光学相控阵技术的应用前景。     

Deformation Anisotropy of <Emphasis Type="Italic">Y</Emphasis> + 128°-Cut Single Crystalline Bidomain Wafers of Lithium Niobate

Bidomain single crystals of lithium niobate (LiNbO₃) and lithium tantalate (LiTaO₃) are promising materials for use as actuators, mechanoelectrical transducers, and sensors capable of working in a wide temperature range. One need to take into account the anisotropy of the properties of the crystalline material when such devices are designed. In this study we investigated deformations of bidomain round shaped Y + 128°-cut wafers of lithium niobate in an external electric field. The dependences of the piezoelectric coefficients on the rotation angles were calculated for lithium niobate and lithium tantalate and plotted for the crystal cuts which are used for the formation of a bidomain ferroelectric structure. In the experiment, we utilized an external heating method and long-time annealing with the lithium out-diffusion method in order to create round bidomain lithium niobate wafers. Optical microscopy was used to obtain the dependences of the bidomain crystals’ movements on the rotation angle with central fastening and the application of an external electric field. We also modelled the shape of the deformed bidomain wafer with the suggestion that the edge movement depends on the radial distance to the fastening point quadratically. In conclusion, we revealed that the bidomain Y + 128°-cut lithium niobate wafer exhibits a saddle-like deformation when a DC electric field is applied.     

Intermodulation in X-cut lithium tantalate resonators

The analysis of intermodulation in X-cut lithium tantalate resonators is performed and applied to the evaluation of the fourth-order nonlinear elastic coefficient. A comparison with an AT-cut quartz resonator indicates that lithium tantalate nonlinearities are much lower.     

Radiation effects on a lithium tantalate optical waveguide structure

The effects of X- and gamma radiation on an optical waveguide, fabricated in lithium tantalate, are described and discussed. The measurements indicate that quite severe radiation environments would be necessary to produce significant problems with LiTaO/sub 3/ devices. However, the level of the radiation effects may depend, like those in semiconductor devices and fibre optics, on the details of the composition of the material and the constructional methods employed. Because there appear to be effects due to a radiation-induced, internal, electric field, there will be a dependence on the cut of the crystal used.<>     

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。     

Guided-wave acousto-optic interaction on proton-exchanged lithium tantalate

A guided-wave acoustic-optic Bragg cell has been fabricated for the first time, to our knowledge, on lithium tantalate. The waveguide is fabricated by dilute melt proton-exchange, and without electrical tuning a maximum diffraction efficiency of 22% has been demonstrated. In addition, the thermo-optic behaviour of the lithium tantalate waveguide has been shown to be similar to that previously demonstrated on titaniumindiffused and proton-exchange lithium niobate waveguides     

PPSLT皮秒中波红外光参量发生器

3~5 m 中红外激光在光电对抗领域有着重要的应用前景。如果中红外激光进入皮秒量级,将使其具有更高的峰值功率和作战效能。文中采用1.06 m 皮秒激光器泵浦单周期极化化学计量比钽酸锂晶体（周期为29.5 m）光参量产生器的方案,来获得皮秒中红外激光输出。其中皮秒泵浦源为自制的侧面泵浦结构1.06 m 皮秒再生放大器。该激光器在1 kHz 重复频率下,输出功率最高为2.02W,脉冲宽度为13.6 ps。光参量发生器采用温度调谐方式,获得了3.98~3.68 m（晶体从40~200℃）皮秒中波红外可调谐激光输出。在最高泵浦功率泵浦,晶体温度为120℃时,获得最大中红外激光输出（闲频光）190 mW,光光转换效率达9.4%,充分验证了采用OPG 的方式获得瓦级皮秒中红外激光输出的可行性。     

Interface Engineering and Direct Bonding of Lithium Tantalate Crystals

A method for modifying the surface free energy of lithium tantalate (LT) ferroelectric crystals is reported. Ultraviolet illumination and low-energy electron irradiation have been used for tuning the surface free energy (wettability) resulting in a wide range of contact angles (6 deg to 87 deg). The ultraviolet (UV) illumination makes the LT crystal surface superhydrophilic while the low-energy electron irradiation decreases the surface wetting. Fabrication of various wetting configurations allows demonstration of high-quality direct bonding of LT plates with hydrophilic polar faces.