鉭鈮酸鉀（KTN）電光偏轉(zhuǎn)器件具有角度大、電壓低、無慣性和體積小等優(yōu)點,近年來獲得廣泛關(guān)注。回顧了國內(nèi)外KTN晶體器件及其應(yīng)用的研究現(xiàn)狀,闡述了基于該晶體空間電荷、組分梯度和溫度梯度的電光偏轉(zhuǎn)的基本原理,討論了器件的特征參數(shù)和偏轉(zhuǎn)性能的主要影響因素,介紹了幾種基于KTN電光偏轉(zhuǎn)的元器件及應(yīng)用實例,總結(jié)了目前需要解決的問題及未來的發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：19 頁

【部分圖文】：

不同降溫速度下的二次電光系數(shù)隨溫度的變化[34]

式中：r33為鐵電相KTN晶體的線性電光系數(shù)；ne為非常光的折射率。由（12）式可見，偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)速度取決于空間電荷密度和電荷遷移速度，與外加電壓無關(guān)。要提高電光偏轉(zhuǎn)的響應(yīng)速度，需提高溫度使晶體工作在真正的順電相，實驗證明采用這種方法可將偏轉(zhuǎn)速度從微秒級提高到納秒級。如圖10所示，在居里點為24℃的晶體上外加2000V的電壓，將工作溫度從26℃提高到31℃后，電光偏轉(zhuǎn)的響應(yīng)時間從1.5μs提高到了幾納秒。但是遠(yuǎn)離居里點在提高響應(yīng)速度的同時會導(dǎo)致二次電光系數(shù)大幅下降，偏轉(zhuǎn)角度減小，因此，如何平衡偏轉(zhuǎn)角度與響應(yīng)時間之間的關(guān)系，還有待于進(jìn)一步研究。3.3 分辨率（可分辨點數(shù)）

要拓寬KTN偏轉(zhuǎn)器的應(yīng)用領(lǐng)域，需通過增大偏轉(zhuǎn)角度或減小光束發(fā)散角來提高其分辨率。第3.1節(jié)中提到的增大偏轉(zhuǎn)角度的幾種方法對于提高分辨率同樣有效，如Naganuma等[65]提出的在晶體入射端和出射端增加反射鏡的方法[圖8(a）]使分辨率提高到61。光束發(fā)散角的主要影響因素在于梯度折射率偏轉(zhuǎn)引起的光束畸變，根據(jù)（7）式，KTN晶體的折射率變化沿電場方向呈拋物線規(guī)律分布，Imai等[72]也用馬赫-曾德爾干涉技術(shù)從實驗上證明了這一點，因此，KTN晶體可看作是梯度折射率透鏡（GRIN），在光束偏轉(zhuǎn)的同時，使光束發(fā)生了會聚[圖12(a）]，這種光束畸變會降低器件分辨率。Sasaki等[73]采用光束整形的方法，在晶體入射端和出射端各增加一個凹柱面鏡[圖12(b）]，平行光入射后變?yōu)榘l(fā)散光，到晶體中間變?yōu)闀酃�，在出射端恢�?fù)成平行光，利用這種方法將KTN偏轉(zhuǎn)器的分辨率提高到原來的1.5倍。圖1 2 KTN偏轉(zhuǎn)光束追蹤效果[73]。（a）光束畸變；（b）光束整形

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]雙光子軸向隨機(jī)掃描方法研究[D]. 杜睿.華中科技大學(xué) 2011

碩士論文
[1]用于三維成像激光雷達(dá)的鉭鈮酸鉀晶體研究[D]. 帖棟修.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018



本文編號：3351716