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- [技術(shù)支持]通過調(diào)節(jié)激光器的電流和激光掃描時間實現(xiàn)晶振頻率微調(diào)2018年03月20日 09:32
調(diào)節(jié)激光器的電流和激光掃描時間到適當(dāng)?shù)闹?/span>,是可以實現(xiàn)對石英晶振,貼片晶振進(jìn)行頻率微調(diào)的。雖然實驗中微調(diào)的量最小也是kHz數(shù)量級,但從兩組數(shù)據(jù)中可以看出只要電流和掃描時間調(diào)節(jié)的得當(dāng),進(jìn)行幾Hz~幾百Hz數(shù)量級的頻率微調(diào)也是可行的,亦即實現(xiàn)晶振ppm級的頻率精度。
其次,從實現(xiàn)數(shù)據(jù)中可以看出頻率微調(diào)量在掃描時間固定的情況下,并不是與激光電流完全成正比;而在激光電流固定的情況下,也不是與掃描時間完全成正比的。這一方面可能與表面銀層對于激光的反射作用有關(guān),大量的激光束被銀層反射回去,沒能用于對表面電極層進(jìn)行氣化,只有通過加大激光電流的辦法來加強對表面的轟擊。但這樣一來很容易造成頻率微調(diào)量過大,超出了想要的頻率微調(diào)數(shù)量級的現(xiàn)象。
另一方面可能與整個石英晶振激光頻率微調(diào)實驗進(jìn)行的環(huán)境有關(guān)。整個激光頻率微調(diào)實驗完全在大氣環(huán)境下進(jìn)行,受激光掃描而氣化的分子受大氣中的分子顆粒的散射作用,重新返回晶振晶片表面,堆積在表面其他地方。這樣實際上晶振晶片的質(zhì)量并沒有減小,由 Sauerbrey方程:
可知質(zhì)量沒有改變就不會對石英晶振頻率產(chǎn)生微調(diào),因而網(wǎng)絡(luò)分析儀就測量不出頻率的變化。這樣實驗時就會繼續(xù)加大激光電流或是增加激光照射或掃描時間。而這樣是不對的。因為實際上氣化過程在頻率真正得到改變前就已經(jīng)發(fā)生了,只是石英晶振晶片總質(zhì)量沒有改變從而不會對頻率產(chǎn)生影響。當(dāng)增強后的激光照射在晶片表面時,有可能電流過大,穿透表面銀層,產(chǎn)生與圖3.5類似的情形,造成實驗失敗。
此外,從實現(xiàn)數(shù)據(jù)可以看出,激光掃描電流和激光掃描時間兩個參數(shù)并不是獨立作用的,并不是增加或減少其中的一個就可以直接影響晶振頻率微調(diào)量的。因而需要兩個參數(shù)相互配合,在實驗的基礎(chǔ)上達(dá)到一個最佳平衡點。
從實驗中可以推斷,除了激光掃描電流和激光掃描時間兩個參數(shù)外,還有其它的參數(shù)影響著實驗結(jié)果。如:氣壓,氣溫,甚至激光掃描路徑。因而需要大量、反復(fù)的實驗來找出這些關(guān)系,進(jìn)而找到實現(xiàn)精確石英頻率微調(diào)的最佳方案。
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