2024-08-31 10:33
近日，物理科学学院张永成副教授带领研究生经过多年的研究，成功制备出高度透明的稀土元素Sm改性PMN-PT电光陶瓷。透光率~70%（接近其理论透光率71%）凯时kb88登录下载，二次电光系数35×10凯时kb88登录下载，半波电压约为113V@ d=L=1mm，消光比32dB，综合性能非常优异。并基于自主制备的PMN-PT透明陶瓷搭建了电光信息调制传输系统，实现了数字信号和模拟信号在自由空间的实时传输，验证了PMN-PT透明陶瓷在空间光通信领域应用的可行性。相关成果以Ultra-transparent PMN-PT Electro-Optic Ceramics and its Application in Optical Communication为题发表在国际光学领域著名期刊《Advanced Optical Materials》(即时影响因子IF≈9.1；DOI:10.1002/adom.202002139)。该论文第一作者为硕士研究生房泽，通讯作者为张永成副教授，青岛大学物理科学学院为论文第一作者单位和通讯作者单位。
电光开关、电光调制器等电光器件具有调制速率高、开关速度快、带宽大、稳定性好等优点，是目前高速光通信网络中的核心器件。与传统电光材料LiNbO3、LGS、BBO、KDP晶体，以及PLZT透明陶瓷相比，铌镁酸铅-钛酸铅（PMN-PT）透明陶瓷具有电光系数大、半波电压低、激光损伤阈值高、响应速度快等优点，是制备大功率、高速率电光开关、电光调制器的理想材料，不仅可以用于光纤光通信，还可以用于空间光通信领域。空间光通信是构建天地一体化信息网络的重要组成部分凯时kb88登录下载，对维护国家安全、促进经济发展具有重大意义，已成为5G乃至6G时代的通信新战场。但是满足实用要求的高度透明陶瓷的制备非常困难，大大限制了PMN-PT电光陶瓷的应用。目前美国Boston应用科技公司已成功制备出高度透明PMN-PT陶瓷，并研发出一系列高性能电光器件，而国内尚未见实用化PMN-PT透明陶瓷及器件的报道。
高度透明PMN-PT透明电光陶瓷的成功制备，解决了高性能电光器件核心材料卡脖子的问题，将对我国新一代信息技术产业的发展起到很好的促进作用。团队前期还系统研究了稀土元素La、Eu、Mn掺杂对PMN-PT透明电光陶瓷、压电陶瓷结构和性能的影响，研究了PMN-PT单晶中铁电畴在原位外加电场下的极化翻转过程，并基于自主制备的PMN-PT基压电陶瓷设计制作出高频医学超声探头，实现血管壁的超声成像和检测。相关成果发表在J. Mater. Chem. C、Ceram. Int.、J. Mater. Sci（封面论文）等期刊上。诱发电位透明铁电陶瓷级联综合法非周期天线凯时kb88登录下载