Пироэлектрический эффект в объемных образцах при поперечной и продольной схемах измерения

• Автор: Стариченко, Геннадий Павлович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В ОПТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
1.1. Пироэлектрические кристаллы
1.2. Первичный и вторичный пироэлектрический эффекты
1.3. Термополяризационный эффект
1.4. Третичный пироэлектрический эффект
1.5. Методы регистрации пироэлектрического эффекта
1.5.1. Статический метод
1.5.2. Квазистатический метод
1.5.3. Динамический метод
Выводы
ГЛАВА 2. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОПТИЧЕСКИХ
ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
2.1. Температурные поля в тонких (пленочных) образцах
при поглощении излучения
2.2. Температурное поле кристалла с периодически действующим 5-образным точечным источником
2.3. Эволюция теплового импульса в слабо поглощающей
среде
Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ОБЪЕМНЫХ
КРИСТАЛЛАХ
3.1. Экспериментальные установки и методика измерения
3.2. Релаксационные явления при измерении пироэлектрического тока в объемных образцах
3.3. Влияние пространственного положения луча в кристалле на пироэлектрический отклик
3.4. Измерение отклика третичного пироэлектрического эффекта
3.5. Влияние дефектов кристаллов на пироэлектрический
отклик
Выводы
ГЛАВА 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА С СОПУТСТВУЮЩИМИ ОПТИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ
4.1. Связь пироэлектрического эффекта с фоторефракцией
4.2. Пироэлектрический и фотовольтаический эффекты
в объемных образцах
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие лазерной и инфракрасной техники в последние десятилетия стимулировало поиск и разработку новых приемников излучения и материалов для них. Использование полупроводниковых приемников в инфракрасной области спектра ограничено из-за необходимости глубокого охлаждения и их спектральной селективности. Широкое внедрение лазерной техники привело к появлению новых требований к приемникам излучения. Диапазон измеряемых потоков расширился более чем на 15 порядков. Возникли задачи определения параметров импульсного излучения с плотностью мощности 106 - 109 Вт/см2 и более, генерируемого за время 10-10'12 с непрерывного излучения с плотностью мощности 1-50 кВт/см2 и исследования пространственного распределения излучения.
Все вышесказанное привело к повышенному вниманию к исследованиям пироэлектрического эффекта, созданию и поиску новых пироэлектрических материалов и разработке новых пироэлектрических приемников излучения, что связано с их уникальными возможностями, а именно:
реакцией только на переменную составляющую падающего потока излучения; высокой интегральной чувствительностью; частотно-зависимым характером собственных шумов.
В настоящее время достаточно хорошо теоретически и экспериментально изучен пироэлектрический эффект, заключающийся в появлении на противоположных поверхностях кристалла зарядов противоположного знака, а следовательно, разности потенциалов в тонких пластинах и пленках [1-4,10-18].
На основе пироэлектрического эффекта созданы широкополосные приемники оптического излучения, применяемые во многих оптических приборах, предназначенных для неразрушающих исследований и кон-

Результаты измерения уа(Т) [49] приведены для татаната бария на рис 1.12, а для триглицинсульфата - на рис. 1.13. Температура максимума пироэлектрического коэффициента у обеих кристаллов значительно смещена относительно температуры Кюри в области сететозлекгрической фазы.
Униполярность образцов восстанавливается через несколько десятков часов.
Подробная методика измерения абсолютного значения пироэлектрического коэффициента и определения его знака описана в [51]
1.5.2. Квазисгатический метод.
Этот метод является частным случаем статического метода. Если в статическом методе измерение производится при установившемся дискретном значении температуры, то в квазистатическом - пироэлектрическое напряжение измеряется при непрерывном изменении температуры с заданной скоростью. Измеряется зависимость выходного напряжения Уф и температуры Тф от времени, по которым определяются зависимости У(Т) и бТ/сй, а затем вычисляется у=у(Т), с использованием равенства
V (с!Тл

Принципиальная схема измерения показана на рис. 1.14.
(1.16)
1.5.3. Динамический метод Сущность этого метода состоит в измерении возникающего на образце электрического сигнала с изменением его температуры при периодическом нагреве и охлаждении модулированным потоком излучения.
Простейшая схема замещения при динамическом методе регистрации пироэлектрического эффекта показана на рис.1.15.