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透明陶瓷材料制备的基本工艺与普通陶瓷材料制备的基本工艺并没有太大的区别,但是从具体的技术上看,二者有着明显的不同,透明陶瓷材料制备对工艺上的要求要严格得多。由于陶瓷材料的透光性受其气孔率、晶体结构、原料与添加剂、烧成气氛和表面加工光洁度等因素的影响较大,在制备透明陶瓷时需要精准控制每一个工艺过程,以保证最终产品具有较高的致密度和表面光洁度、均匀而细小的晶粒、对入射光很小的选择吸收性、晶界处没有杂质及玻璃相或晶界的光学性质与微晶体差别很小以及没有光学各向异性,晶体结构以立方晶系最佳。
在制备PLZT陶瓷材料时,要经过称量→球磨→干燥→煅烧→二次球磨→筛分→压制成型→烧结→后加工等过程。为了使陶瓷材料电学和光学性质满足实际应用的要求,可以通过调整La掺杂量得到相应电光系数材料。在制备PLZT陶瓷材料粉体时,人们通常采用改良的固相反应法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。在这些方法中,固相法需要较高的反应温度和较长的反应时间,而且球磨混合难以达到化学的组成均一,因此固相反应难以制备出具有均相、高烧结活性的粉体。溶胶-凝胶法需要大量有机溶剂。水热法则产量低。相对而言,共沉淀法存
在工艺简单,设备廉价,一次性产量高等优点,因此,该方法最有希望实现工业化生产。但是,在共沉淀法中,不仅各种离子溶解度的差异会导致产物不再符合组元等化学计量,而且在共沉淀过程中,还会出现团聚体,这些影响因素都会造成产物品质下降。粉体成型可以采用各种方法,应用较多的是干压成型或等静压成型。制备 PLZT 陶瓷材料的烧结工艺主要有热压烧结、通氧热压烧结、气氛烧结以及热等静压烧结等。Haertling G H利用热压工艺首次制备了PLZT透明陶瓷。在烧结的时候,气氛是影响其制备的重要因素。由于 PbO 气体在高温下是一种易挥发的气体,所以通常使用 PbO 和 O2气氛。Snow GS 在1973年首先利用气氛烧结工艺,制备了透明PLZT电光陶瓷。樊慧庆研究了 PLZT 透明光电陶瓷的无压烧结,在 PbZrO3气氛保护、1200℃条件下烧结8h,实现了无压常规烧结制备低成本、实用型透明的PLZT。
PLZT电光陶瓷是一种典型的透明铁电陶瓷,这种材料具有较高的光透过率和电光效应,人工极化后还具有压电、光学双折射等特性。随着其制备工艺的发展,拓宽了 PLZT 材料的应用范围。PLZT 的电光效应是最具有应用意义的方面。透明PLZT陶瓷具有电光系数大、响应速度快、可得到大尺寸材料等优点,是一种很好的电光陶瓷材料。由于PLZT 组分的变化,其电光效应表现为多样性,适当地选择组分可满足实际应用的需要。因其具有优异的电光效应,使之成为光通讯领域重要的候选材料之一。利用 PLZT 透明陶瓷的电光效应可以实现对入射光的相位、强度、偏振和方向的控制,也可通过电调节使入射的白光成有色光,成为电控滤色片;通过组分的调节,还可以用作为光存储、光显示、图象处理等光电器件的关键部件。PLZT透明陶瓷在电场作用下呈现的光学行为,实质是由电畴在电场作用下的转向引起的,而这类转向可以在很小的范围内单独进行并不影响其周围区域的状态,因此PLZT的开关、衰减、滤色的作用可在很小范围内单独实现,具有高灵敏度、高分辨率的优点。其主要应用领域有光闸、光滤波、显示和空间光调制等。利用PLZT陶瓷的电控可变双折射效应能制作二维 Si/PLZT混合集成空间光调制器,它由硅集成电路做成的光探测器和放大器以及PLZT光调制器组成,具有将硅集成计算效能与光互连通讯效能相结合的能力以及提高并行速度的特点;利用 PLZT的电控变双折射特性,采用偏置应变技术,可以制成映像存储器件、偏振应变PLZT编页器等。
利用PLZT陶瓷的电控可变光散射效应,可以开发出一系列具有不同性能的光开关器件,如新型偏振无关光开关、宽谱严格无阻塞 PLZT空分矩阵光开光、全波段亚微秒级响应的单片PLZT门集成尾纤封装关开关等。另一方面,PLZT 薄膜的制备,特别是非晶薄膜的成功制备,更加吸引了人们的兴趣。因为非晶薄膜比晶体薄膜的生长要容易得多,这将大大降低成本;最重要的是这种非晶薄膜表现出铁电性或者叫类铁电性。铁电薄膜具有许多优良的物理性质和效应,如铁电开关特性、压电效应、热释电效应、电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等。因此铁电薄膜在微电子、光电子、集成光学和微机械学等领域有着重要的应用,如热电传感器、铁电记忆元件、电光开关以及电子元器件的微集成等。这些正是人们关注的热点。
这类陶瓷多数为透明铁电体,在相变过程中其折射率随电场而变化,即产生电控双折射效应。主要用于光调制器、光存储器,光-电传感器、光谱滤波器、光开关、电激励多色显示器、光阀和记忆元件等。
陶瓷材料具有良好的耐热性能、高的硬度、优异的耐化学侵蚀能力以及各种有关的物理性能,令其在各个领域得到广泛应用。一般的陶瓷材料并不具有透光性。1957 年 Coble R L 首次成功地制备了透明氧化铝陶瓷。经过几十年的发展,已经研制出几十种透明陶瓷材料。透明陶瓷材料除了本身具有宽范围的透光性外,而且还具有高热导性、低电导率、低介电常数和介电损耗、高强度、高硬度、耐摩擦等一系列优异的综合性能。由于透明陶瓷具有优异的性能,英、美、日等许多国家以及中国对透明陶瓷做了大量的研究工作,使其飞速发展起来。根据透明陶瓷的用途和功能可将其分为透明结构陶瓷和透明功能陶瓷。PLZT 透明光电陶瓷是透明功能陶瓷中的一种。自从 HaertlingG H 1970 年用球磨和热压烧结工艺制备了透明的电光陶瓷 PLZT以来,PLZT 透明电光陶瓷一直是光电材料研究的热点。这里从 PLZT 透明电光陶瓷的发展、制备、性能和应用等方面加以评述,较全面地对PLZT透明电光陶瓷进行介绍,为相关的研究提供参考。
亮光,就是反光效果好,比较鲜亮、明亮。体现的是刚性质感,显示硬度感觉。 哑光,哑光又称亚光。亚光是相对于抛光而言的,反光效果比较柔和。哑光杯子是通过特殊的加工工艺过程使玻璃杯表面结晶化,达到光的...
是专门销售华光陶瓷的专卖店.陶瓷餐具等制品确实很不错.价格蛮贵的,老妈看上一个杯子买了一个,88元.遗憾的是服务员态度跟淡漠,很兴致再看了.
1、是7根光纤。2、不是。4根光缆分别到4个“光配线架”(即;每个光配线架需要从光配电箱单独出1根光缆)
建筑陶瓷抛光废渣制备轻质陶瓷材料的研究
建筑陶瓷抛光废渣制备轻质陶瓷材料的研究
electro-optical crystal
具有电光效应的晶体材料。在外电场作用下,晶体的折射率发生变化的现象称为电光效应。
电光晶体
外电场作用于晶体材料所产生的电光效应分为两种,一种是泡克耳斯效应,产生这种效应的晶体通常是不具有对称中心的各向异性晶体;另一种是克尔效应,产生这种效应的晶体通常是具有任意对称性质的晶体或各向同性介质。已实用的电光晶体主要是一些高电光品质因子的晶体和晶体薄膜。在可见波段,常用电光晶体有磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、铌酸锂、钽酸锂等晶体。前两种晶体有高的光学质量和光损伤阈值,但其半波电压较高,而且要采用防潮解措施。后两种晶体有低的半波电压,物理化学性能稳定,但其光损伤阈值较低。在红外波段,实用的电光晶体主要是砷化镓和碲化镉等半导体晶体。电光晶体主要用于制作光调制器、扫描器、光开关等器件。在大屏幕激光显示汉字信息处理以及光通信方面也有应用前景。
1.一次电光效应和晶体的折射率椭球
由电场所引起的晶体折射率的变化,称为电光效应。通常可将电场引起的折射率的变化用下式表示:
n=n0+aE0+bE02+……(1)
式中a和b为常数,n0为不加电场时晶体的折射率。由一次项aE0引起折射率变化的效应,称为一次电光效应,也称线性电光效应或普克尔(Pokells)效应;由二次项bE02引起折射率变化的效应,称为二次电光效应,也称平方电光效应或克尔(Kerr)效应。一次电光效应只存在于不具有对称中心的晶体中,二次电光效应则可能存在于任何物质中,一次效应要比二次效应显著。
光在各向异性晶体中传播时,因光的传播方向不同或者是电矢量的振动方向不同,光的折射率也不同。如图1,通常用折射率球来描述折射率与光的传播方向、振动方向的关系。在主轴坐标中,折射率椭球及其方程为
(2)
图1
式中n1、n2、n3为椭球三个主轴方向上的折射率,称为主折射率。当晶体加上电场后,折射率椭球的形状、大小、方位都发生变化,椭球方程变成
(3)
晶体的一次电光效应分为纵向电光效应和横向电光效应两种。纵向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播的方向平行时产生的电光效应;横向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向垂直时产生的电光效应。通常KD*P(磷酸二氘钾)类型的晶体用它的纵向电光效应,LiNbO3(铌酸锂)类型的晶体用它的横向电光效应。本实验研究铌酸锂晶体的一次电光效应,用铌酸锂晶体的横向调制装置测量铌酸锂晶体的半波电压及电光系数,并用两种方法改变调制器的工作点,观察相应的输出特性的变化。
铌酸锂晶体属于三角晶系,3m晶类,主轴z方向有一个三次旋转轴,光轴与z轴重合,是单轴晶体,折射率椭球是旋转椭球,其表达式为
(4)
式中n0和ne分别为晶体的寻常光和非常光的折射率。加上电场后折射率椭球发生畸变,当x轴方向加电场,光沿z轴方向传播时,晶体由单轴晶变为双轴晶,垂直于光轴z轴方向的折射率椭球截面由圆变为椭圆,此椭圆方程为
(5)
其中的称为电光系数。上式进行主轴变换后可得到
(6)
考虑到<<1,经简化得到
(7)
折射率椭球截面的椭圆方程化为
(8)
2.电光调制原理
要用激光作为传递信息的工具,首先要解决如何将传输信号加到激光辐射上去的问题,我们把信息加载于激光辐射的过程称为激光调制,把完成这一过程的装置称为激光调制器。由已调制的激光辐射还原出所加载信息的过程则称为解调。因为激光实际上只起到了"携带"低频信号的作用,所以称为载波,而起控制作用的低频信号是我们所需要的,称为调制信号,被调制的载波称为已调波或调制光。按调制的性质而言,激光调制与无线电波调制相类似,可以采用连续的调幅、调频、调相以及脉冲调制等形式,但激光调制多采用强度调制。强度调制是根据光载波电场振幅的平方比例于调制信号,使输出的激光辐射的强度按照调制信号的规律变化。激光调制之所以常采用强度调制形式,主要是因为光接收器一般都是直接地响应其所接受的光强度变化的缘故。
激光调制的方法很多,如机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制和电源调制等。其中电光调制器开关速度快、结构简单。因此,在激光调制技术及混合型光学双稳器件等方面有广泛的应用。电光调制根据所施加的电场方向的不同,可分为纵向电光调制和横向电光调制。利用纵向电光效应的调制,叫做纵向电光调制,利用横向电光效应的调制,叫做横向电光调制。这次实验中,我们只做LiNbO3晶体的横向调制实验。
(1) 横向电光调制
图2
图2为典型的利用LiNbO3晶体横向电光效应原理的激光振幅调制器。其中起偏振片的偏振方向平行于电光晶体的x轴,检偏振片的偏振方向平行于y轴。因此入射光经起偏振片后变为振动方向平行于x轴的线偏振光,它在晶体的感应轴x′和y′轴上的投影的振幅和相位均相等,设分别为
ex′=A0cosωt,ey′=A0cosωt(9)
或用复振幅的表示方法,将位于晶体表面(z=0)的光波表示为
Ex′(0)=A,Ey′(0)=A(10)
所以,入射光的强度是
(11)
当光通过长为l的电光晶体后,x′和y′两分量之间就产生相位差δ,即
Ex′(l)=A,Ey′(l)=A(12)
通过检偏振片出射的光,是该两分量在y轴上的投影之和
(13)
其对应的输出光强It可写成
(14)
由(11)和(14)式,光强透过率T为
(15)
由(7)式
(16)
由此可见,δ和加在晶体上的电压有关,当电压增加到某一值时x′、y′方向的偏振光经过晶体后可产生λ/2的光程差,相应的相位差δ=π,由(15)式可知此时光强透过率T=100%,这时加在晶体上的电压称作半波电压,通常用表示。是描述晶体电光效应的重要参数。在实验中,这个电压越小越好,如果小,需要的调制信号电压也小。根据半波电压值,我们可以估计出电光效应控制透过强度所需电压。由(16)式可得到
(17)
其中d和l分别为晶体的厚度和长度。由此可见,横向电光效应的半波电压与晶片的几何尺寸有关。由(17)式可知,如果使电极之间的距离d尽可能的减少,而增加通光方向的长度l,则可以使半波电压减小,所以晶体通常加工成细长的扁长方体。由(16)、(17)式可得
因此,可将(15)式改写成
(18)
其中U0是加在晶体上的直流电压,Umsinωt是同时加在晶体上的交流调制信号,Um是其振幅,ω是调制频率。从(18)式可以看出,改变U0或Um,输出特性将相应的有变化。对单色光和确定的晶体来说,为常数,因而T将仅随晶体上所加的电压变化。
(2)改变直流偏压对输出特性的影响
①当、Um<<时,将工作点选定在线性工作区的中心处,如图3(a)所示,此时,可获得较高效率的线性调制,把代入(18)式,得
(19)
由于Um<<时
即T∝sinωt(20)
这时,调制器输出的信号和调制信号虽然振幅不同,但是两者的频率却是相同的,输出信号不失真,我们称为线性调制。
②当、Um<<时,如图3(b)所示,把代入(18)式
即T∝cos2ωt(21)
从(21)式可以看出,输出信号的频率是调制信号频率的二倍,即产生"倍频"失真。若把代入(18)式,经类似的推导,可得
(22)
即T∝cos2ωt,输出信号仍是"倍频"失真的信号。
(a)(b)
图3
③直流偏压U0在0伏附近或在附近变化时,由于工作点不在线性工作区,输出波形将失真。
④当,Um>时,调制器的工作点虽然选定在线性工作区的中心,但不满足小信号调制的要求,(19)式不能写成(20)式的形式。因此,工作点虽然选定在了线性区,输出波形仍然是失真的。
【实验仪器】
电光效应实验仪,电光调制电源、接收放大器、He-Ne激光器、二踪示波器和万用表。
(1)晶体电光调制电源。调制电源由-200V-+200V之间连续可调的直流电源、单一频率振荡器(振荡频率约为1kHz)、音乐片和放大器组成,电源面板上有三位半数字面板表,可显示直流电压值。晶体上加的直流电压的极性可以通过面板上的"极性"键改变,直流电压的大小用"偏压"旋钮调节。调制信号可由机内振荡器或音乐片提供,此调制信号是用装在面板上的"信号选择"键来选择三个信号中的任意一个信号。所有的调制信号的大小是通过"幅度"旋钮控制的。通过前面板上的"输出"插孔输出的参考信号,接到二踪示波器的一个通道与被调制后的接收信号比较,观察调制器的输出特性。
(2)调制器。调制器由三个可旋转的偏振片、一个可旋转的1/4波片和一块铌酸锂晶体组成,采用横向调制方式。晶体放在两个正交的偏振片之间,起偏振片和晶体的x轴平行。检偏振片和晶体之间可插入1/4波片,偏振片和波片均可绕其几何轴旋转。晶体放在四维调节架上,可精细调节,使光束严格沿晶体光轴方向通过。
(3)接收放大器。接收放大器由3DU光电三极管和功率放大器组成。光电三极管把被调制了的氦氖激光经光电转换,输入到功率放大器上,放大后的信号接到二踪示波器,同参考信号比较,观察调制器的输出特性。交流信号输出的大小通过"交流输出"旋钮调节。放大器内装有扬声器,用来再现声音调制信号,放大器面板上还有"直流输出"插孔,接到万用表的200mV直流电压档,用于测量光电三极管接收到的光强信号的大小。
电光花属于烟花产品中的一种,此产品采用燃点较低的金属粉末,经过一定比例加工而成电光花燃烧时,火星四射,虽然会带有点烟产生,但并不会影响整体效果,四射的火星,也不用担心会燃烧衣服.头发等,注意的是电光花燃烧点有一定的温度,因此,不易与易燃物接触,电光花拿在手上即可燃放,规格各异,室内外燃放均可,安全性能好,适于各年龄层次人士使用,尤其小孩,情侣,聚会,酒吧,KTV等使用,燃放时使之兴奋激情。实属家庭聚会及其他各类晚会赏玩之佳品。