[发明专利]极化晶体畴结构无损表征的方法、系统及其应用

权利要求书

1.极化晶体畴结构无损表征的方法，其特征在于，对极化晶体施加一定的电场，不改变极化晶体畴结构的前提下放大极化晶体折射率的变化；通过图像采集、衍射光强采集和数据分析，得到极化晶体畴结构的性能参数；

所述图像采集得到粗略的极化晶体畴结构；

其中，所述极化晶体畴结构包括占空比和/或极化周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极化晶体畴结构在铁电畴方向呈周期性变化或准周期性变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极化晶体选自极化铌酸锂晶体、极化掺MgO铌酸锂晶体、极化钽酸锂晶体、极化近化学计量比钽酸锂晶体、极化掺MgO钽酸锂晶体、极化磷酸氧钛钾晶体、极化砷酸钛氧铷晶体、极化铌酸锶钡、极化石英中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对极化晶体所施加的电场电压为恒压电压，且该电压小于极化晶体本身的电压阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，极化晶体折射率的变化值和所施加的电场电压成正比；当施加电场的电压为V时，极化晶体折射率的变化值Δn为：

其中，γ₃₃是极化晶体沿晶体z轴方向的光电系数；

n_e是e光折射率；

d是电场方向的晶体厚度。

6.极化晶体畴结构无损表征系统，其特征在于，包括电压施加装置、极化晶体夹持装置、显微成像系统、衍射光强采集系统和数据处理系统；

所述极化晶体夹持装置能够放置于所述显微成像系统或衍射光强采集系统的光路中；

所述电压施加装置与所述极化晶体夹持装置电连接，能够对极化晶体两侧施加电压。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述显微成像系统中包含偏光部件，由一个可调偏振片和一个固定偏振片组成；所述极化晶体夹持装置能够放置于可调偏振片和固定偏振片之间。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述衍射光强采集系统包括高偏振单频激光器、光电探测器、搭载光电探测器的精密滑台、搭载极化晶体夹持装置的精密滑台，单频激光器的激光垂直入射于极化晶体，产生衍射光强分布图样通过大动态范围的光电探测器和搭载它的精密滑台采集。

9.权利要求6至8任一项所述的极化晶体畴结构无损表征系统用于极化晶体畴结构无损表征的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将极化晶体置于透明的极化晶体夹持装置中，在极化晶体两侧注入透明液体电极并密封；

b)调节显微成像系统，对焦至极化晶体表面，施加恒压电压，通过观察到的晶体表面畴域状况，用图像采集软件粗算极化周期和占空比；

c)在衍射光强采集系统中，激光垂直入射于晶体，调整光电探测器和晶体之间的距离，施加电压后移动光电探测器，测得到光强和位移的关系数据；

b)将测得到光强和位移的关系数据输入数据处理器，输出样品表面的关键尺寸。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述步骤a)极化晶体两次用O型圈密封，注入透明液体电极并排除气泡后再对透明液体电极胶封；

所述透明液体电极为LiCl饱和水溶液；

所述步骤d)为将测得到光强和位移的关系数据输入数据处理器，采用严格耦合波分析算法测算出极化晶体的周期和占空比等性能参数。