新聞網訊 近日，物理科學學院張永成副教授帶領研究生經過多年的研究，成功制備出高度透明的稀土元素Sm改性PMN-PT電光陶瓷。透光率~70%（接近其理論透光率71%），二次電光系數35×10-16m2/V2，半波電壓約為113V@ d=L=1mm，消光比32dB，綜合性能非常優異。并基于自主制備的PMN-PT透明陶瓷搭建了電光信息調制傳輸系統，實現了數字信號和模擬信號在自由空間的實時傳輸，驗證了PMN-PT透明陶瓷在空間光通信領域應用的可行性。相關成果以"Ultra-transparent PMN-PT Electro-Optic Ceramics and its Application in Optical Communication"為題發表在國際光學領域著名期刊《Advanced Optical Materials》(即時影響因子IF≈9.1；DOI:10.1002/adom.202002139)。該論文第一作者為碩士研究生房澤，通訊作者為張永成副教授，青島大學物理科學學院為論文第一作者單位和通訊作者單位。
電光開關、電光調制器等電光器件具有調制速率高、開關速度快、帶寬大、穩定性好等優點，是目前高速光通信網絡中的核心器件。與傳統電光材料LiNbO3、LGS、BBO、KDP晶體，以及PLZT透明陶瓷相比，鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛（PMN-PT）透明陶瓷具有電光系數大、半波電壓低、激光損傷閾值高、響應速度快等優點，是制備大功率、高速率電光開關、電光調制器的理想材料，不僅可以用于光纖光通信，還可以用于空間光通信領域。空間光通信是構建天地一體化信息網絡的重要組成部分，對維護國家安全、促進經濟發展具有重大意義，已成為5G乃至6G時代的通信新戰場。但是滿足實用要求的高度透明陶瓷的制備非常困難，大大限制了PMN-PT電光陶瓷的應用。目前美國Boston應用科技公司已成功制備出高度透明PMN-PT陶瓷，并研發出一系列高性能電光器件，而國內尚未見實用化PMN-PT透明陶瓷及器件的報道。
高度透明PMN-PT透明電光陶瓷的成功制備，解決了高性能電光器件核心材料卡脖子的問題，將對我國新一代信息技術產業的發展起到很好的促進作用。團隊前期還系統研究了稀土元素La、Eu、Mn摻雜對PMN-PT透明電光陶瓷、壓電陶瓷結構和性能的影響，研究了PMN-PT單晶中鐵電疇在原位外加電場下的極化翻轉過程，并基于自主制備的PMN-PT基壓電陶瓷設計制作出高頻醫學超聲探頭，實現血管壁的超聲成像和檢測。相關成果發表在J. Mater. Chem. C、Ceram. Int.、J. Mater. Sci（封面論文）等期刊上。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adom.202002139
視頻鏈接：http://physics.qdu.edu.cn/info/1073/2998.htm
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