基于激光多普勒技术的PZT薄膜压电性能测试研究.pdf

第13 卷 第6 期 光学精密工程 Voi. 13 No. 6 2005 年12 月 0ptics and Precision Engineering Dec. 2005 文章编号 1004-924X（2005 ）06-0658-06 基于激光多普勒技术的PZT 薄膜压电性能测试研究 许晓慧，鲁 健，朱龙洋，褚家如 （中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系，安徽 合肥230027 ） 摘要：应用基于激光多普勒技术的微小形变分析方法，并引入数字锁相技术，成功实现了PZT（Pb（Zr ，Ti ）03 ）铁电薄膜的 压电性能测试。对商用压电陶瓷在小信号激励下的压电性能测试表明，数字锁相技术的引入能有效抑制系统噪声，并提 高激光多普勒系统的位移检测分辨率，使其达到皮米量级。此外，研究了用溶胶-凝胶技术和溶胶- 电雾化技术制备得到 的PZT 薄膜的电压-位移曲线和压电位移“蝴蝶线”，实验结果表明：在5 V 直流偏置下测得两种方法制备得到的PZT 薄 膜的d33 压电系数分别为218. 7 pC/ N 和215. 8 pC/ N ，相应的标准偏差分别为12 . 7 和28. 6 。 关 键 词：PZT 铁电薄膜；激光多普勒技术；数字锁相 中图分类号： TN247 文献标识码：A Measurement of piezoelectric properties of PZT films by laser Doppler technigue XU Xiao-hui ，LU Jian ，ZHU Long-yang ，CHU Jia-ru （Dep artment of Precision Machinery and Precision Instrumentation ， Uniuersity of Science and Technology of China ，Hef ei 230027 ，China ） Abstract ：Laser Doppier technigue was used to measure the piezoeiectric properties of PZT （Pb（Zr ，Ti ）03 ） thin fiims. The measurement of piezoeiectric properties on commerciai PZT buik indicated that the introduction of iock-in technigue ，which offered exceiient noise rejection ，raised the dispiacement resoiution up to picome- ter order. Then experiments were performed on PZT fiims derived by soi-gei method and Eiectricai Spray Dep- osition （ESD ）method. The obtained resuits show that the piezoeiectric coefficients （d ）of the two fiims are 33 218. 7 pC/ N and 215 . 8 pC/ N respectiveiy ，with 5 V dc bias ，and the co