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通過調節激光器的電流和激光掃描時間實現晶振頻率微調
調節激光器的電流和激光掃描時間到適當的值,是可以實現對石英晶振,貼片晶振進行頻率微調的。雖然實驗中微調的量最小也是kHz數量級,但從兩組數據中可以看出只要電流和掃描時間調節的得當,進行幾Hz~幾百Hz數量級的頻率微調也是可行的,亦即實現晶振ppm級的頻率精度。
其次,從實現數據中可以看出石英晶振頻率微調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,大量的激光束被銀層反射回去,沒能用于對表面電極層進行氣化,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量過大,超出了想要的頻率微調數量級的現象。
另一方面可能與整個石英晶振激光頻率微調實驗進行的環境有關。整個激光頻率微調實驗完全在大氣環境下進行,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量并沒有減小,由 Sauerbrey方程:
可知質量沒有改變就不會對石英晶振頻率產生微調,因而網絡分析儀就測量不出頻率的變化。這樣實驗時就會繼續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發生了,只是石英晶振晶片總質量沒有改變從而不會對頻率產生影響。當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,產生與圖3.5類似的情形,造成實驗失敗。
此外,從實現數據可以看出,激光掃描電流和激光掃描時間兩個參數并不是獨立作用的,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量的。因而需要兩個參數相互配合,在實驗的基礎上達到一個最佳平衡點。
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外,還有其它的參數影響著實驗結果。如:氣壓,氣溫,甚至激光掃描路徑。因而需要大量、反復的實驗來找出這些關系,進而找到實現精確石英晶振頻率微調的最佳方案。
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