性能要求
①品质因子
早期曾用约化半波电压矶作品质因子,它表征的是电光材料的有效电光效应的大小。对高重复率的开关及宽带的调制器,技术应用中还要考虑器件的驱动功率,由此定义一个品质因子F。F与单位宽带的驱动功率成反比。无论是矶或F都反映出大的有效电光系数和高的折射率是选择电光材料的首要考虑因素。
②高的光学均匀性
各种电光器件都基于晶体中特征模间的偏光干涉,因而要求材料的光学均匀性小于10~scm。材料制备中引入的包裹物、条纹、畴界等,降低材料的光学均匀性,造成开关关不死、光强的调制度以及偏转的分辨率下降。
材料的消光比(在两个偏振面垂直时的光透过)是衡量器件光学均匀性的一个直接指标。好的开关器件要求消光比达80dB以上。
③透明波段
电光材料要求对所用光波透明。宽的透明波段能展伸材料所应用的波长。为避免双光子吸收,要求材料具有低的短波吸收限。吸收常与过渡金属元素杂质以及晶体中的散射颗粒有关。过渡金属杂质在电光晶体中产生有害的光折变效应,降低电光性能。锐酸铿(LN)晶体中铁杂质是最典型的例子,掺镁可以降低光折变效应。杂质和散射颗粒的光吸收是造成器件温升的主要原因。
④温度稳定性
由于电光效应产生的折射率改变一般很小,因而折射率的温度变化,特别是双折射率的温度变化会造成器件性能的极大变化。
⑤易于获得高光学质量大尺寸单晶
电光器件尺寸往往达厘米量级,因而获得高光学质量的大尺寸单晶是对材料的重要要求。
具体应用
①电控光开关
将电光晶体置于互成正交的一对偏振器之间,并使晶体的电感生特征模方向与偏振器方位成45度角,则一定幅度(相当于半波电压矶)的外加电压就能使晶体中两个偏振模程差改变半个波长,从而实现对透过光的开关控制。这种电光效应的响应可达10一’。秒,可制作超快速电光快门。
②光强度的电调制
在类似上述电光开关的装置中,透过光强与外加电压的关系可用贝塞尔函数展开,这是一种平方律光强度调制器。如果在外加调制电压同时加上半波电压一半的直流偏压,或用一个四分之一波片插入光路以提供预置四分之一程差,那么在调制电压低于0.383矶(风为约化半波电压)时,可获得近似线性的光强调制,由此可制成光强度的线性调制器。
③光偏转器
利用电光晶体可制成两类电控光束偏转器。上述光开关可使晶体中两束光波产生零和二两种相位差,亦即使透过光相对于入射光产生零度或90度的偏振方向改变,这样可用另一块双折射晶体实现两种“地址”的离散角偏转。这类偏转器称为离散角偏转或数字式偏转。利用”块这种组件,可实现电控2n个地址。
另一类光束偏转器利用电光晶体折射率随电压而改变的特性,即将电光晶体制成棱镜形,则外加电压就会连续改变光束的偏转角,多块棱镜的串接可以增加其偏转角。这类偏转器称为光束连续偏转器。
④光频率调制
外加田频率的电场在光强调制器中必然产生与叻频率光波的混频,从而产生田。+弃么u的光波。一般调制电场频率与光波线宽相比小得多,因而无实用价值;但对微波电场,则可造成明显的频率调制。这种调制可用外差法或锁相技术灵敏检出。
⑤波导效应
将电光材料制成波导,就可以低的调制或开关电压来实现波导模的调制、开关和偏转。由此可制成小型、紧凑的各种光电子器件。性能要求在技术应用中,首先考虑电光材料的光学和电学性能;此外,还要考虑其效应,以及受外界温度、应力等干扰时的稳定性。
发展前景:新材料产业合作对接会
7月16日下午,第二届中国光电材料大会暨硅基新材料产业合作对接会举在蚌埠举行,蚌埠市委书记黄晓武出席并致辞。n
黄晓武在致辞中指出,蚌埠将聚焦打造“中国硅谷”、建设世界级硅基和生物基制造中心,秉承开放理念,强化世界眼光,锚定创新,立足市场,借力资本,全面加强人才、技术、资本、政策、基地等产业生态建设,全力支持光电新材料、硅基新材料领域核心技术研发、重大成果转化,竭诚为各类科技人才、企业家和投资人提供最优服务保障,加快建设在全国具有重要影响力的光电材料、硅基新材料产业集聚区、人才汇聚地、创新示范区。n
近年来,蚌埠坚持工业强市核心战略不动摇,抢抓新一轮科技革命和产业变革机遇,聚合创新资源、聚力科技攻关,打造形成了硅基新材料和生物基新材料“双轮驱动”的新材料产业基地。n
其中,光电材料发展取得了长足进步,原创性成果持续涌现,产业规模加速提升,集聚态势不断显现,已经成为国内重要的光电材料产业基地。
“中国硅酸盐学会将以此次光电材料大会为契机,强化材料统筹规划、构建开放交流平台、深化全方位合作,通过推动光电材料产业的高质量发展加速安徽“三地一区”建设,为产业升级和区域经济优化提供新的动能。”中国硅酸盐学会副理事长晋占平说到。n
会上,玻璃新材料行业工业互联网发展合作项目、5.0中性硼硅药用玻璃项目、怀远凯盛新能源战略合作开发项目、蚌埠凯盛猛狮储能装备制造基地项目等项目集中签约。中国工程院院士张联盟作主旨报告。n
据悉,安徽蚌埠是中部地区重要老工业基地城市、华东地区重要综合加工制造基地和安徽省重要新兴产业基地,近年来,蚌埠主动担当国家使命,奋力抢抓时代机遇,全力谋划推动光电新材料产业发展,为光电材料的自主可控、跨越发展作出了突出贡献。