【摘要】：聲光衍射器件具有重量輕、體積小、穩(wěn)定性好、衍射效率高等諸多優(yōu)點,在生產(chǎn)生活、軍事應(yīng)用方面發(fā)揮著越來越大的作用。聲光晶體是聲光衍射器件的核心部分,對其光電性能進行測試,對于分析聲光晶體的品質(zhì)、內(nèi)部缺陷、使用壽命、改進制作工藝等具有重要價值。鈮酸鋰晶體和二氧化碲晶體屬于應(yīng)用廣泛且性能優(yōu)良的聲光晶體,本文通過對鈮酸鋰晶體和二氧化碲晶體的彈光系數(shù)測試方法進行研究,探索對聲光材料基本參數(shù)進行測量的技術(shù)手段。論文通過分析光在晶體中的傳播特性、晶體的彈性力學(xué)性質(zhì)以及各項異性晶體的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系,借助晶體的折射率橢球,建立了分析晶體的彈光效應(yīng)的理論計算模型。在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了使用馬赫澤德干涉方法測試晶體的彈光系數(shù),使用側(cè)搖螺旋機架加載數(shù)顯式推拉力計對晶體進行外力加載,使用CMOS光電傳感器進行數(shù)據(jù)采集的實驗方案。建立實驗裝置,測試得到鈮酸鋰晶體的彈光系數(shù)π_(13)、π_(33)的數(shù)值分別為6.21×10~(-13)、1.63×10~(-13)。同時在測試二氧化碲晶體的彈光系數(shù)π_(13)、π_(33)時,晶體沿[001]方向施加外力,對晶體內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變的分布情況進行仿真分析。仿真結(jié)果表明:沿[001]方向?qū)w加力時,除去晶體邊緣部分,晶體其他部分應(yīng)力和應(yīng)變分布均勻。對二氧化碲晶體沿[001]方向加力,沿[100]方向通光測得二氧化碲晶體彈光系數(shù)π_(13)和π_(33)分別為2.93×10~(-12)、2.00×10~(-12);沿[010]方向通光測得彈光系數(shù)π_(13)和π_(33)分別為2.86×10~(-12)、2.01×10~(-12)。對比鈮酸鋰晶體,二氧化碲晶體的彈光系數(shù)數(shù)量級較大,實驗中干涉條紋移動較快,可以采集到多組干涉條紋。通過分析實驗數(shù)據(jù),我們可以得出結(jié)論:外力作用下的晶體主折射率會隨著外力的變化而改變:隨著外力的增加,晶體內(nèi)部應(yīng)力逐漸增大,晶體的主折射率n_o和n_e也不斷增大,主折射率與晶體應(yīng)力的變化關(guān)系呈線性關(guān)系。論文還對影響實驗測試結(jié)果的因素進行了分析,并使用ANSYS有限元方法對[100][010][001]取向的晶體沿[010]方向加力,以及[110][1(?)10][001]取向的晶體沿[1(?)10]方向加力,對晶體內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變進行分析,為進一步改進實驗裝置,拓展測試范圍等后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN20;O735

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本文編號：2796502