[發明專利]一種光介電材料的光介電響應測試儀及測試方法

在審

• 申請號: 202110060080.X
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112904089A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 許積文;張杰;饒光輝;余文杰;楊玲;王華
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01N21/27
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 白洪

本發明公開了一種光介電材料的光介電響應測試儀及測試方法，所述測試儀包括計算機和可變波長光源、可多向平移的樣品臺、遮光板、LCR表，遮光板固定在旋轉軸上，旋轉軸帶動遮光板旋轉，遮光板上分布有透光部位與遮光部位，遮光板的透光部位布置有濾光片，樣品臺平移控制器、遮光板旋轉軸控制器、可變波長光源和LCR表統一受計算機控制。本發明不僅能測試單光源下的不同測試頻率的光介電響應，還可以測試不同波長以及不同光強下的光介電響應，同時可以利用遮光板實現開關特性的測試，是一套完備的光介電測試系統，它包含了不同光波長，不同光強度，不同信號頻率等多種變化因素，節約了測試時間，降低了測試的勞動強度。

技術領域

本發明涉及材料性能測試領域，具體涉及一種光介電材料的光介電響應測試儀及測試方法。

背景技術

光介電材料是具有光介電效應的一種材料，光介電效應是一個物理效應，是指材料在光激發下的響應引起的介電常數的變化，其一般用介電可調率n來表示，光介電材料對于開發非接觸式光電耦合器件提供了實現途徑，為新型光電器件的設計提供了技術支持。

目前，對光介電的研究甚少，缺乏配套的測試設備，依靠簡單組裝的測試存在手動進行光源的更換，測量過程花費大量時間和人力；無法保證每次測試的光源與樣品位置處于同一位置，對測試結果的準確性具有一定的影響，而且能夠測試的性能也比較單一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種準確測量光介電材料的光介電響應(介電可調率和開關響應)參數的測試儀以及相應的測試方法，該測試儀可以測量光介電材料在不同光波長、不同光強度下和不同測試信號頻率時的介電響應以及開關特性，能夠節約測試時間和降低測試的勞動強度。

光介電響應測試儀的技術方案：

測試儀包括計算機和可變波長光源、可多向平移的樣品臺、遮光板、LCR表，遮光板的平面中心固定有垂直于遮光板平面的旋轉軸，旋轉軸帶動遮光板旋轉，遮光板上分布有透光部位與遮光部位，遮光板的透光部位布置有濾光片，樣品臺平移控制器、遮光板旋轉軸控制器、可變波長光源和LCR表都連接到計算機上，計算機運行的專業軟件可以采用現有控制軟件，也可以專門定制。

運用上述測試儀測試介電材料的光介電響應的步驟：

(1)將測試樣品固定于樣品臺上，將樣品的兩電極與LCR表連通。

(2)利用LCR表測試樣品的電容與損耗，即C_p數據。

(3)利用計算機控制，切換氘燈、鹵鎢燈與濾光片以及它們的結合，控制進入樣品臺的光源波長以及光源強度，分別測試樣品在不同波長以及不同強度光源下的C_p數據，以及改變測試信號頻率測試其C_p數據。

(4)根據測得的C_p數據，采用公式和處理得到介電可調率n，其中d為樣品的厚度，S為電極的面積，ε₁為光照后的介電常數，ε₀為光照前的介電常數。

(5)采用同種類型的濾光片，并控制遮光板以一定的速率旋轉，測出樣品在有無光照時產生的介電性能差異，得到光介電材料的開關響應參數。

附圖說明

圖1a、1b是本發明實施例的裝置示意圖；

圖2描述了本發明實施例記錄下的不同光波長下的光介電響應；

圖3描述了本發明實施例記錄下的不同光強度下的光介電響應；

圖4描述了本發明實施例記錄下的不同測試信號頻率下的光介電響應；

圖5描述了本發明實施例記錄下的開關光源的光介電響應；

圖1a中：1.可變光源；2.遮光板；3.樣品臺；4.LCR表；5.測試樣品；6.計算機系統。