基于压电性能的铌酸锂表面波声电光效应的研究

摘要

本文研究基于压电性能的铌酸锂表面波声电光效应,介绍了表面波声电光效应的基本原理、铌酸锂晶体的压电性能及对其他物理性质的影响、表面波声电光效应的最佳工作模式及表面波声速的计算、建立表面波声电光效应的耦合波方程,通过求解耦合波方程得出衍射效率的计算公式,并进行计算机模拟分析。 本文首先给出了晶体压电性能的几种表达形式,并对各个系数之间的关系做了推导,详细介绍了压电性能对其他物理性质的影响,尤其是对弹性系数、介电系数、声光系数和电光系数的影响,并以铌酸锂晶体为例,计算了压电增劲情况下的各个系数表达形式。通过求解铌酸锂晶体表面波声学基本方程--Christall方程,以及电光效应基本方程,选择YZ模式为铌酸锂表面波声电光效应最佳工作模式。结合边界条件运用matlab计算得到了最佳工作模式下的声速。 其次推导参量互作用基本方程,建立铌酸锂表面波声光耦合波方程,考虑声致动量失配和电致动量失配的影响,对耦合波方程进行修正,得出了在具有压电性能的铌酸锂晶体表面波声电光效应的耦合波方程。最后通过求解耦合波方程,得出衍射效率的计算公式,并进一步得出在动量匹配情况下的计算公式,同时研究了衍射效率与直流电压、频率偏移量之间的关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1声光技术的研究动态及应用

1.1.1声光技术在激光技术领域中的应用

1.1.2声光技术在信号处理领域的应用

1.1.3声光技术在光计算领域的应用

1.1.4声光技术在光纤通信、光纤传感中的应用

1.1.5声光技术在雷达及军事上的应用

1.2电光技术的研究动态及应用

1.3声电光器件的研究动态及应用

1.4本论文的主要研究内容及研究意义

第2章表面波声电光效应的基本原理

2.1电光效应基本原理

2.1.1电光效应的定义

2.1.2电光效应的分类

2.2声光效应基本原理

2.2.1声光效应的定义

2.2.2声光效应的分类

2.3声电光器件的工作原理

2.4本章小结

第3章铌酸锂的压电性能及对其他物理性质的影响

3.1压电效应的原理

3.1.1压电效应的概念

3.1.2压电效应对其它性质的影响

3.2铌酸锂晶体的物理性质

3.2.1铌酸锂晶体的对称性

3.2.2铌酸锂的物理性质

3.2.3铌酸锂的压电性能对其他物理性质的影响

3.3本章小结

第4章表面波声电光效应最佳工作模式及声速计算

4.1声光效应的模式

4.1.1声表面波基本方程

4.1.2声表面波工作模式的选择

4.1.3表面波声光效应的工作模式

4.2电光效应工作模式

4.2.1 ZYLN的电光效应工作模式

4.2.2 YZLN的电光效应工作模式

4.3 YZ切LN声表面波速度的计算

4.4本章小结

第5章表面波声电光效应的耦合波方程

5.1参量互作用基本方程的推导

5.2耦合波方程

5.3本章小结

第6章表面波声电光效应的衍射效率

6.1表面波声电光效应衍射效率公式

6.2衍射效率的计算机模拟

6.3表面波声电光调制器工作原理

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢