[发明专利]PLZT电光可控相位延迟器

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种PLZT电光可控相位延迟器。

背景技术

在外加电场的作用下，某些物质的双折射特性会发生改变，这就是电光效应。利用这种电光效应，可以制作成电光开关、电光调制器、光束偏转器等器件。常见的电光效应有一级电光效应和二级电光效应，一级电光效应称为泡克耳斯效应，二级电光效应称为克尔效应。

泡克耳斯效应指的是外加电场时，在物体中引起的双折射只与电场的一次方成正比。具有该类型电光效应的晶体较多，如：ADP(磷酸二氢铵)、KDP(磷酸二氢钾)、KD*P(磷酸二氘钾)、铌酸锂、钛酸钡、铌酸钡钠等。但所有这些晶体的半波电压都比较高，其中纵向运用的晶体中，KD*P晶体的半波电压较其他晶体低，但也要在3000伏以上，横向运用的电光晶体中，目前广泛应用的是铌酸锂晶体，由于其半波电压和光传播方向上的晶体长度有关，对于9mm×9mm×25mm的典型晶体，其半波电压也要在3000伏以上。具体参考文献“W.克希耐尔著，孙文，江泽文，程国祥译.固体激光工程.北京：科学出版社.2002”。

克尔效应指电光材料中的双折射率与外加电场的平方成正比，传统的克尔效应的电光物质一般为液体，如：硝基苯(C6H5NO2)、二硫化碳(CS2)等，克尔效应的特点时弛豫时间极短，约10-9s量级，是非常理想的高速摄影和激光通信等方面所需的高速开关，但是一般克尔效应的电压很高，要达数万伏，使用极不方便，所以应用很少。

锆钛酸铅镧(PLZT)透明电光陶瓷是具有克尔效应的电光器件，器件的克尔系数大，目前国内可生产克尔系数大于2×10^-16m²V^-2的PLZT，具有较高的电光效应，半波电压低。例如对于通光方向上的厚度为0.3mm，电极间的宽度为0.5mm的PLZT，对应1064nm的激光，其半波电压理论值不超过550V，远远低于常规电光材料的半波电压；并且PLZT的响应速度快，为纳秒量级；通光方向的厚度薄，有利于在大视场角环境中应用；除此之外，PLZT还具有光学透过率高、性能稳定，造价低廉的特点。但是这种材料具有电滞效应，因为是电场器件，所以考虑电压的原因，电极间距不能做得太大，因此目前还没有发现大通光孔径的PLZT电光开关，更没有快速响应的大通光孔径的PLZT电光可控相位延迟器，由于电光开关可以由相位延迟量在两个固定值之间变化的可控相位延迟器配合响应的偏光器和固定相位延迟器构成，因此，实现了快速响应的快速响应的大通光孔径的PLZT电光可控相位延迟器，也就可以制作出相应的大通光孔径的高速PLZT电光开关。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现低工作电压、大视场角、大通光面积、相位延迟可控范围大的PLZT电光可控相位延迟器。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种PLZT电光可控相位延迟器，包括：若干条形PLZT形成的PLZT阵列和形成在所述PLZT阵列四周的两组电极，位于中间的一个PLZT的第一表面与其相连的PLZT的第二表面接触，第二表面与其相邻的另一个PLZT的第一表面接触，相接触的两个面均镀有导电材料；第一组电极用于为第奇数条PLZT的第一表面施加第一电压，为第偶数条PLZT的第二表面施加第一电压；第二组电极用于为第奇数条PLZT的第二表面施加第二电压，为第偶数条PLZT的第一表面施加第二电压。

其中，所述第一组电极包括第一侧面电极、第一端面电极和若干第一中间电极，所述第一侧面电极连接所述第一端面电极，所述第一端面电极覆盖在所述PLZT阵列中第一端的PLZT的第一表面，

一个第一中间电极对应地与一个位于所述PLZT阵列中间的第偶数条PLZT的第二表面接触，并与和所述第偶数条PLZT的第二表面接触的第奇数条PLZT的第一表面接触，所述第一中间电极均连接所述第一侧面电极；

所述第二组电极包括第二侧面电极、第二端面电极和若干第二中间电极，所述第二侧面电极连接所述第二端面电极，所述第二端面电极覆盖在所述PLZT阵列中第二端的PLZT的第二表面，

一个第二中间电极对应地与一个位于所述PLZT阵列中间的第偶数条PLZT的第一表面接触，并与和所述第偶数条PLZT的第一表面接触的第奇数条PLZT的第二表面接触，所述第二中间电极均连接所述第二侧面电极；

所述第一中间电极和第二中间电极相互绝缘。