实验名称：脉冲外电场法PPLN实验

　　研究方向：本文中所研究的可温度调谐的多波长滤波器所采用的材料是周期性极化铌酸锂(PPLN)。近年来，在对这种周期性畴反转结构准位相匹配材料(也称为光学超晶格)如周期性极化铌酸锂晶体（PPLN），周期性极化钽酸锂晶体（PPLT）的深入研究中，先后出现了能够产生周期性畴结构的晶体生长技术、电子束扫描、杂质离子扩散和室温脉冲外电场法等。其中特别是室温脉冲外加电场法，因简单实用而格外受到青睐，同时此方法还使得从周期性畴结构向非周期性畴结构的发展成为了可能。

　　铌酸锂晶体属于铁电晶体，在其上得到周期性极化反转结构有几种技术来实现，如Ti从LiNbO3正畴表面的扩散，Li离子的外扩散,SiO2镀膜并热处理，在230oC温度下，通过加热，由质子交换在LiNbO3晶体正畴面诱发畴反转，室温下外加电场极化实现铁电畴反转[12]，前几种技术所形成的畴反转通常仅发生在晶面附近有限较浅的三角区域内，而且这些技术的工艺过程均需要在一定的温度下进行。而室温下电场极化铁电畴反转方法自1991年首次提出，到1993年在实验室真正实现，加上集成光学工艺和平板印刷技术的应用，使得电场极化PPLN的制备及其应用在近十年间得到很快发展。

　　实验目的：在外加电场作用下对铌酸锂进行周期极化研究其光电特性，为后续实验做论证和铺垫。

　　测试设备：ATA-2161高压放大器、信号发生器、示波器、光源、可调谐振光光源、高速响应功率计、光谱分析仪等。

　　实验过程：使用信号发生器输出电压为2Vpp，频率为40kHz的脉冲信号，通过ATA-2161调节放大倍数至输出800Vpp，施加在晶体两端，改变铌酸锂晶体的极化方向，研究其光电性，实验框图如图1所示。

　　图1：外加脉冲电场法PPLN实验框图

　　实验结果：通常对于周期性电场极化的铌酸锂晶体，其畴的极化方向也就是光轴的方向如图2-1所示，极化前晶体铁电畴的极化方向都为+Z方向，而极化后的PPLN晶体，其正畴内的极化方向沿+Z方向，负畴内的极化方向则沿-Z方向如图2-2。两者的极化方向正好成180°反向，但这种结构对晶体的光轴方向并无任何影响，正畴和负畴的光轴方向应该都是沿Z方向，只有在Y方向加上电场后，正畴和负畴的光轴才会发生不同方向的偏转,由此就会产生Solc滤波效应。

　　图2-1：电场极化前极化方向示意图

　　图2-2：外加脉冲电场极化后极化方向示意图

　　电压放大器推荐：ATA-2161

　　图：ATA-2161高压放大器指标参数

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