【摘 要】
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光通信技术的蓬勃发展对于各类电光器件提出了更高的性能需求。相较于其他电光材料,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb Ti O3（简称PMN-PT）透明电光陶瓷具有透明程度高、二次电光系数大、弱场致效应等显著的优点,可作为制备电光调制器、电光开关及电光衰减器等电光器件的核心光学材料,受到了国内外研究机构和学者们的广泛关注;但其苛刻的制备工艺条件和在制备兼具高透明度和其他优良性能的PMN-PT透明陶
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光通信技术的蓬勃发展对于各类电光器件提出了更高的性能需求。相较于其他电光材料,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb Ti O3（简称PMN-PT）透明电光陶瓷具有透明程度高、二次电光系数大、弱场致效应等显著的优点,可作为制备电光调制器、电光开关及电光衰减器等电光器件的核心光学材料,受到了国内外研究机构和学者们的广泛关注;但其苛刻的制备工艺条件和在制备兼具高透明度和其他优良性能的PMN-PT透明陶瓷过程中存在的诸多问题严重限制了其应用场景。为探索更简便有效制备高度透明且性能优异的PMN-PT透明电光陶瓷的制备工艺,本文采用无压氧气氛烧结制备La掺杂PMN-PT透明电光陶瓷,探讨了烧结过程中烧结温度和保温时间及粉体合成方法对透明陶瓷样品结构与性能的影响,主要结论如下:首先,采用无压氧气氛一步烧结法在1225～1300℃保温4～10h均能够制备出具有可观透光率（＞61%@1550nm）、致密度较高（＞96.71%）的纯相La掺杂PMN-PT透明陶瓷;其中最佳的烧结条件为1250℃保温8h,烧结后的La掺杂PMN-PT透明陶瓷相对致密程度达到了98.69%,光纤通信传输波长1550nm处透光率最高达65.149%;为进一步提高性能,提出并采用无压氧气氛高低温两步烧结制备方法。实验结果表明:最佳烧结条件为高温段在1330℃下保温1min后在1250℃下保温8h,制备得到La掺杂PMN-PT透明陶瓷样品1550nm处透光率可达69.710%,已十分接近其理论透光率71%,其相对致密度为99.63%,二次电光系数为22.7×10-16 m~2/V~2。无压氧气氛高低温两步烧结法最佳烧结工艺下制备的La掺杂PMN-PT透明陶瓷相较一步烧结法透光率、相对致密程度均得到了有效地提升。最后,固相反应法和无机盐-凝胶法均能够成功制备3mol%La掺杂的纯相PMN-PT透明陶瓷。无机盐-凝胶法合成的PMN-PT陶瓷粉体相较于固相反应法具有更小的颗粒尺寸,且粉体团聚现象明显,烧结后制备的陶瓷样品透光率、电学及电光性能相较固相反应法制备的样品更差;固相反应法是更适合无压氧气氛烧结的粉体制备工艺。
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