1、中华人民共和国国家标准压电锦酸理单晶体声波衰减测试方法Test method for bulk acoustic wave attenuation of piezoelectric lithillm niobate crystals 1 主题内容与适用范围GB!T 15250 -94 牛二标准规定了压电饶酸铿单晶体声波衰减测试的术语、方法原理、试样制备、测试步骤和结果计算。本标准i重用F压电锯酸铿单品材料，也适用于压电钮酸铿、铝酸铅和二氧化耐等单品材料e2 术语2. 1 声衰减系数Acoustical attenuation coefficient 声波通过单位长度后衰减的分贝值。2.2 声光
2、效应Acoustooptic effect 光波在介质中传播时被超声波衍射的现象。2.3 布拉格衍射Bragg diffraction 卢光特征参垦Ql时所产生的衍射。3 方法原理在声光效应中，脉冲调制的超声波在试样两平行端面间来回反射，形成逐渐衰减的衍射光脉冲凹，咕列，通过测量衍射光强的变化，计算出试样的卢衰减。4 设备和仪器4. 1 设备4. ,. 1 光源采用波长为632.8nm的光源，测试时光源输出功率的稳定性应优于1.5%。4. 1. 2 透镜直径50mm 焦Nti,400 mm 4. 1. 3 光电探测器光谱响w范围，400750nm 峰值波长，630士20nm 4. 1.4 试样
3、台固定于试样台上的待测试样可绕水T轴和垂直轴转动，水平轴成平行于入射光束。4. 1. 5 光栏.ii!i光孔径取2mm左右。4.2 仪器国家技术监督局1994-09-26批准1995 06-01实施GB/T 15250-94 4. 2. 1 功率信号发生器工作频率范围，Ol000 MHz 功率可调范围，050W 4.2.2 示波器扫描时间范围，0.05/cm_ O. 5 s / cm 幅度调节范罔，50mV /cm10 V /cm 4.2.3 直接式功率计应能显示调制信号的输入和反射功率。4:2.4 脉冲信号发生器频率范围，0500MHz 脉宽范围:5-ns-l00阳4.3 测试装皆见图1。2
4、 3 4f-l 10 4 11 12 9 L3 8 因1测试装置示意图1 光lll(，2一透镜，3偏光镜，4光栏，5试悻，6换能器，7直接式功能器，8功率信号发生器，9 脉冲信号发生器;10-0级光，11-1级光;12 光电探测器，13一示技器5 试样5. 1 传声介质5. ,. 1 材料采用的银酸铿单晶材料，其折射率梯度应少于10/cm5. 1. 2 尺寸和取向推荐的尺中范围和取向如表l所示。表1名辑:尺才.mm取向长度1540 !O O!o oo1j 宽度615 010J 010J OOIJ 厚度615 OOIJ lool lool 5. 1. 3 表面粗糙度表面粗糙度R，应达到IjO.
5、20m以上。5. 1.4 平行度和平面度千行度和平面度应分别小于20和l0 :; 7 6 G/T 15250-94 5.2 换能器5.2.1 材料应满足5.1. 1的要求5.2.2 lJJW可取向把电品中才幸ft)J割成薄片，传声h向分别取36y切平n万切，取向误是必须控制企5t以l坷。5.2.3 传卢方向l的j阜1.1按式(1)确定d u 一一2f j l ( 式中d一一传声方向的厚度，m，U超声波速度.m/s;.f 超声波频率，Hzo当厚度较烧时，可采用键台后减薄的工艺。5.2.4 外屯极长度按式(2)确定:l (v/f,) O一丁/. . ., .( 2 ) 式中210-一-介质的特征长
6、度，mm;A一激光波长，m;E一一介质的平均折射率c然后按式(3)确定:1 = 21 .( ; ) 式中:J外电极氏度.mn1 5.2.5 外电极宽度取值范围，O.42mrn5.2.6 外电极面积当外电极面积太小时，可采用分片电极的办法来增大电极面积。5.2.7 电极材料采用铅-金或其他材料。5.3 结合层采用锢、锡材料，厚，度一般取O.5 10m范图。6 测试步骤6. 1 环境条件温度，2030C 相对湿度:45%75%6.2 按图1装入试样.其卢液和光波的方向见.&.2 ; 7 7 GB!T 15250-94 占主Z 卢i世儿、波-一一一一战式传播H111 传播方向ihastlJ门纵波10
7、01 L010 1- 00111 纵波OO J 010, 1001 横波010J OOlJ 1100 6, 3 调节入射光波，并朝水平轴方向前后移动透镜位背，使光波以远当的光斑直径入射到试桦的远与那位。6, 4 给试样输入脉忡调制的超声波信号，反复仔细调校试样台，同时可根据所产生的衍射光强度大小，酌情调节功率信号发生器的功率量程，增加对试样的输入功率，使衍射光的强度达到极大值。6, 5 用光栏挡住杂散光，再用光电探测器的探头接收1级衍射光。6 6 调节示波器，使衍射光脉冲回波列的图形清晰。6. 7 超声波频率在500MHz以下时，试样的体波声衰减较小.为了提高视觉精度，可以把示波器所显示的疲形
8、尽量放大，然后借助于带有毫米方格刻度的透明胖测值。7 结果计算根据示波器所显示的波形，测量出脉冲回波列的衍射光强，就可按式(4Hj算卢-+J- 斗7Agm O M一丛 . . . . . . .( 4 ) 式中:一试样的声衰减系数，dB/cm;L 试样通声方向的长度，cm; I，IM 一分别表示第n个和n十2个脉冲回波的衍射光强度。8 误差牛;标准方法的相对误差小子土1%。9 试验报告a 本标准编号，b. 样品编号，c 脉冲调制的超声波频率;d 衍射光脉冲回波列的jt强，e 声衰减系数$f. 操作人员及口期;z 根据需要成写入的内容。57卜GB/T 15250-94 附加说明:本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准111机电部第二十六研究所负责起草。本标准主要起草人谢克城。-, 7(
