[發明專利]極化晶體疇結構無損表征的方法、系統及其應用

有效

• 申請號: 201610520376.4
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN107576632B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 梁萬國;陳懷熹;陳立元;鄒小林;繆龍;馮新凱;李廣偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/49;G01N21/01;G02B21/00
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 於劉明

1.極化晶體疇結構無損表征的方法，其特征在于，對極化晶體施加一定的電場，不改變極化晶體疇結構的前提下放大極化晶體折射率的變化；通過圖像采集、衍射光強采集和數據分析，得到極化晶體疇結構的性能參數；

所述圖像采集得到粗略的極化晶體疇結構；

其中，所述極化晶體疇結構包括占空比和/或極化周期。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極化晶體疇結構在鐵電疇方向呈周期性變化或準周期性變化。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極化晶體選自極化鈮酸鋰晶體、極化摻MgO鈮酸鋰晶體、極化鉭酸鋰晶體、極化近化學計量比鉭酸鋰晶體、極化摻MgO鉭酸鋰晶體、極化磷酸氧鈦鉀晶體、極化砷酸鈦氧銣晶體、極化鈮酸鍶鋇、極化石英中的一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對極化晶體所施加的電場電壓為恒壓電壓，且該電壓小于極化晶體本身的電壓閾值。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，極化晶體折射率的變化值和所施加的電場電壓成正比；當施加電場的電壓為V時，極化晶體折射率的變化值Δn為：

其中，γ₃₃是極化晶體沿晶體z軸方向的光電系數；

n_e是e光折射率；

d是電場方向的晶體厚度。

6.極化晶體疇結構無損表征系統，其特征在于，包括電壓施加裝置、極化晶體夾持裝置、顯微成像系統、衍射光強采集系統和數據處理系統；

所述極化晶體夾持裝置能夠放置于所述顯微成像系統或衍射光強采集系統的光路中；

所述電壓施加裝置與所述極化晶體夾持裝置電連接，能夠對極化晶體兩側施加電壓。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述顯微成像系統中包含偏光部件，由一個可調偏振片和一個固定偏振片組成；所述極化晶體夾持裝置能夠放置于可調偏振片和固定偏振片之間。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述衍射光強采集系統包括高偏振單頻激光器、光電探測器、搭載光電探測器的精密滑臺、搭載極化晶體夾持裝置的精密滑臺，單頻激光器的激光垂直入射于極化晶體，產生衍射光強分布圖樣通過大動態范圍的光電探測器和搭載它的精密滑臺采集。

9.權利要求6至8任一項所述的極化晶體疇結構無損表征系統用于極化晶體疇結構無損表征的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)將極化晶體置于透明的極化晶體夾持裝置中，在極化晶體兩側注入透明液體電極并密封；

b)調節顯微成像系統，對焦至極化晶體表面，施加恒壓電壓，通過觀察到的晶體表面疇域狀況，用圖像采集軟件粗算極化周期和占空比；

c)在衍射光強采集系統中，激光垂直入射于晶體，調整光電探測器和晶體之間的距離，施加電壓后移動光電探測器，測得到光強和位移的關系數據；

b)將測得到光強和位移的關系數據輸入數據處理器，輸出樣品表面的關鍵尺寸。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，

所述步驟a)極化晶體兩次用O型圈密封，注入透明液體電極并排除氣泡后再對透明液體電極膠封；

所述透明液體電極為LiCl飽和水溶液；

所述步驟d)為將測得到光強和位移的關系數據輸入數據處理器，采用嚴格耦合波分析算法測算出極化晶體的周期和占空比等性能參數。