一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法
2023-05-14 18:47:11
一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法
【專利摘要】本發明提供一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法，包括以下步驟：在晶體材料完成初步處理後，將晶體置於一個穩定的電場V1中，通過V1給樣品晶體施加電壓場場強E0；通過光折變率測定儀器檢測晶體的光折射率n，光折變率測定儀器將光折射率n反饋給接收處理器R；接收處理器R將折射率n及原材料晶體折射率的理論值n0代入公式，求出Esc的值；再由公式得出補償電壓的值；d是測量晶體電場兩極之間的距離，Esc是理論計算出來的所加電場強度。本發明利用補償電壓消除電場條件下溫度對光折射率的影響，得到更理想的樣品晶體的光折射率與電壓之間的關係曲線，即更理想的光折射率。
【專利說明】一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及晶體光折變，尤其涉及電壓補償調整溫度對晶體光折射率影響的方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著光學事業的蓬勃發展，特別是近年來空間光學的進展，使得折射率隨溫度變 化已成為光學測試中亟待解決的問題。
[0003] 這一問題早就引起許多人的重視，並早在19世紀末就開始了研究折射率隨溫度 而變化的性質。到目前為止，國內外已有大量文獻介紹了理論研究以及實驗測定的工作，並 有成型儀器進行常規測量，更進一步把這一性質列入了光學折射率目錄中，作為標準參考。 Puefvish等人提出折射率和溫度係數之間由兩個相反的因素作用的結果：1.光學材料的 體積隨溫度變化而變化的作用--密度變化。2.材料的極化性能和電子遷移率隨溫度變化 而變化的作用。而且該材料的折射率溫度係數是這兩個因素的差值關聯，如果該樣品的分 子極化性溫度係數大於樣品材料的體積溫度係數，則樣品材料的折射率溫度係數為正，而 且隨溫度下降，樣品材料折射率會下降；如果樣品材料的分子極化溫度係數小於樣品的體 積溫度係數，則其係數為負，隨溫度下降，樣品材料的折射率會增加；如若材料的分子極化 溫度係數與其體積溫度係數相當，則該材料折射溫度係數約為〇,則樣品材料的折射率會隨 溫度下降或者上升，其折射率不會有太明顯變化。
[0004] 在晶體方面，國內有人研究了晶體LiNb03溫度係數。該作者通過理論推導計算， 得到光折變晶體的折射率指數：
[0005] Δ η = 0· 5n30reff Esc (公式 1),
[0006] 式中n°為晶體折射率，rrff為有效光電係數，由於Λη和E緊密相關，當溫度對空 間電場產生影響，也會引起晶體折射率係數發生變化。如圖1給出鈮酸鉀晶體（LiNb03)的 Δη-Τ曲線。
[0007] 不管是對於晶體材料還是玻璃材料等一系列的研究，都止步於研究清楚光折變率 與溫度之間的關係，幾乎沒有關於如何在電場中應用光折變率這材料性能時如何規避溫度 的影響，對於相應實驗所測定的數據一定有欠缺，嚴重時甚至導致實驗失敗
【發明內容】
[0008] 本發明公開了一種保障晶體光折射率不受影響的新方法。在電場條件下，應用材 料光折射率的過程中，由於在各種溫度下，晶體光折射率都會發生變化，因此通過在材料上 施加電壓，來抵消掉溫度造成的光折射率偏差，維持原材料的光折射率線性關係不變，主要 應用於晶體材料。
[0009] -種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法，包括以下步驟：
[0010] 在晶體材料完成初步處理後，將晶體置於一個穩定的電場VI中，通過VI給樣品晶 體施加電壓場場強Ε0 ;
[0011] 通過光折變率測定儀器檢測晶體的光折射率n，光折變率測定儀器將光折射率η 反饋給接收處理器R ;
[0012] 接收處理器R將折射率η及原材料晶體折射率的理論值η0代入公式
[0013]
【權利要求】
1. 一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法，其特徵在於：包括以下步驟： 在晶體材料完成初步處理後，將晶體置於一個穩定的電場VI中，通過VI給樣品晶體施 加電壓場場強E0 ; 通過光折變率測定儀器檢測晶體的光折射率n，光折變率測定儀器將光折射率η反饋 給接收處理器R ; 接收處理器R將折射率η及原材料晶體折射率的理論值ηΟ代入公式
求出Esc的值； 再由公式V2 = d*Esc-Vl得出補償電壓的值； d是測量晶體電場兩極之間的距離，Esc是理論計算出來的所加電場強度。
2. 根據權利要求1所述的一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法，其特徵在 於：補償電壓V2是在電場負極施加的。
3. 根據權利要求1所述的一種電壓補償溫度對晶體光折射率影響的方法，其特徵在 於：接收處理器R控制V2的大小和方向。
【文檔編號】G01M11/02GK104062096SQ201410301644
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】劉向力, 羅政純, 魯運朋 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院