铌酸锂弹光晶体的频率—温度特性研究

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弹光调制干涉具作为弹光调制傅里叶变换光谱仪的核心部件,是由弹光晶体和压电晶体组成的弹光调制器构成。而作为弹光调制器组成部分的弹光晶体的选择广泛,其中铌酸锂晶体由于具有机械性能稳定、耐高温、抗腐蚀,成本低、易加工、易于生产大尺寸晶体的特点以及优良的光弹、非线性光学、压电等物理特性,被广泛地应用到弹光调制器中。但弹光调制器自身的谐振特性,会导致晶体温度-频率的漂移,从而造成系统工作的不稳定,因而降低铌酸锂晶体的温度系数是亟待解决的问题。为解决铌酸锂晶体的温度系数这一问题,同时满足弹光调制器中温度控制与补偿的需要,根据铌酸锂晶体的性能与晶体切型有关这一特征,本研究分析了铌酸锂晶体谐振器( xyt ) 1切型长度伸缩振动模式下的频率温度特性。并推导了温度与铌酸锂晶体的密度、杨氏模量和膨胀等材料性质的关系,计算出铌酸锂晶体的一级弹性温度系数、一级线膨胀系数和一级密度温度系数。结果表明相对于铌酸锂的一级频率温度系数而言,铌酸锂的高级频率温度系数可以忽略。此外,研究将频率温度特性方程与频率方程相结合,用计算机计算出铌酸锂晶体( xyt ) 1切型长度伸缩振动模式的一级频率温度系数a 0与切角1之间的关系曲线,对这一关系曲线进行分析研究,得出铌酸锂晶体( xyt ) 1切型长度伸缩振动模式没有零温度系数,为铌酸锂晶体切型的进一步研究和弹光调制器温度补偿控制以及消除频率温度的漂移提供理论依据。
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