基于电致伸缩-电光耦合效应KLTN晶体电控全息及其应用研究

Because of its prominete electro-optic and piezoelectric properties, potassium lithium tantalite niobate(KLTN)crystal is a promising function materials for electro-optical and piezoelectric device. The electrostrictive effect and electro-optic effect simultaneously exist with applied electric field. And the optical properties of KLTN crystal can be changed by the coupling effect of electrostriction and electrooptic. KLTN crystal is chosen to study dependence of electrostriction on crystal components and its vibration mode. The influence of electrostriction-electrooptic coupling on electroholography is investigated.The purpose of our work is to improve the properties of electroholographic switch by modulating electrostriction-electrooptic coupling effect. The work is very important for realization of electroholographic switch based on KLTN crystal.

因具有优异的电光和压电性能，钽铌酸钾锂 (KLTN）单晶在压电、电光器件上有非常大的应用前景。在外场作用下，晶体内电致伸缩和电光效应不会单独存在，二者的耦合可能使KLTN晶体的光学性能发生改变。本项目拟以KLTN晶体为研究对象，建立晶体的电致伸缩性能与其组分、振动模式的依赖关系，从理论和实验两个方面研究电致伸缩-电光耦合效应对晶体电控全息性能的影响，利用外加电场和振动模式调控电致伸缩-电光耦合效应，提高基于KLTN晶体的电控全息开关性能。本项目旨在对KLTN晶体的两个优异性能进行耦合调控，提高KLTN晶体的电控全息特性，这对推动基于KLTN晶体电控全息光开关的实用化进程具有重要的意义。

本项目按照研究计划对包括钽铌酸钾锂(KLTN)在内的钽铌酸钾（KTN）系列晶体的电致伸缩、电光效应及其对晶体电控全息特性的影响进行了深入的研究。首先，采用顶部籽晶法制备了高质量KTN系列晶体，研究了晶体的组分对其电致伸缩、电光效应的影响。通过KTN晶体电致伸缩系数、电光系数的频率与温度特性的研究，发现KTN 晶体不仅具有优异的电光性能，同时也具有优异的电致伸缩性能。进而研究了外电场记录条件与电致伸缩效应对KTN晶体的电控衍射特性的影响，发现外加电场记录与电致伸缩效应可以提高电控全息光栅的衍射性能。另外，还研究了KTN系列单晶的其他电控性能。这些研究不但为寻找具有优异电控性能的材料奠定了基础，而且为基于KTN系列晶体的高性能电控全息开关的实现提供了理论和实验基础。