Краткие теоретические сведения. Активными называют диэлектрики, свойствами которых есть возможность управлять с помощью внешних энергетических воздействий и использовать эти воздействия для

Активными называют диэлектрики, свойствами которых есть возможность управлять с помощью внешних энергетических воздействий и использовать эти воздействия для создания функциональных элементов электротехники и элект- ^; роники. Активные диэлектрики позволяют осуществлять генерацию, усиление, модуляцию электрических и оптических сигналов, запоминание или преобразо­вание информации. По мере наращивания сложности электронной аппаратуры и перехода к функциональной электронике роль и значение активных материалов, при решении важнейших научных и технических задач непрерывно возрастают.

К числу активных диэлектриков относят сегнето-, пьезо- и пироэлектрики; электреты; материалы квантовой электроники; жидкие кристаллы; электро-, маг- нито- и акустооптические материалы; диэлектрические кристаллы с нелинейны­ми оптическими свойствами и др.

Свойствами активных диэлектриков могут обладать не только твердые, но также жидкие и даже газообразные вещества (например, активная среда газовых лазеров). По химическому составу это могут быть органические и неорганиче­ские материалы. По строению и свойствам они подразделяются на кристалличе­ские и аморфные, полярные и неполярные диэлектрики. Ряд материалов проявля­ет свою активность лишь благодаря наличию в них спонтанной или устойчивой остаточной поляризации. Однако поляризованное начальное состояние не являет­ся обязательным условием проявления активности материала при внешних воз­действиях. Строгая классификация активных диэлектриков, охватывающая мно­гие отличительные признаки этих материалов, оказывается весьма затруднитель­ной. К тому же резкой границы между активными и пассивными диэлектриками не существует. Один и тот же материал в различных условиях его эксплуатации может выполнять либо пассивные функции изолятора или конденсатора, либо ак­тивные функции управляющего или преобразующего элемента.

В зависимости от технического назначения существенно различны и требо­вания к материалам. Так, одно из главных требований, предъявляемых к пассив­ным диэлектрикам, заключается в сохранении стабильности свойств при внешних воздействиях. В то же время требования к активному материалу совершенно про­тивоположные: чем сильнее изменяются его свойства при внешних возмущениях, тем лучше может выполнять активный элемент функции управления энергией или преобразования поступающей информации.

В большинстве случаев активные диэлектрики классифицируют по роду физических эффектов, которые используются для управления свойствами мате­риалов. Однако такая классификация, хотя и является вполне логичной и обосно­ванной, все же не позволяет четко отделить одну группу материалов от другой. Это связано с тем, что многие материалы проявляют высокую чувствительность по отношению к нескольким видам энергетических воздействий. Наибольшей универсальностью в этом плане характеризуются сегнетоэлектрики, которые со­четают в себе свойства пьезо- и пироэлектриков, электрооптических и нелинейнооптических материалов. Они могут выступать и в качестве электретов. Вместе с тем, сегнетоэлектрики обладают рядом специфических, только им присущих свойств. Важнейшим из них является нелинейное изменение поляризованности при воздействии электрического поля. Это обстоятельство позволяет выделить сегнетоэлектрики в самостоятельную группу активных диэлектриков, аналогично и жидкие кристаллы, спецификой которых является анизотропия свойств и высо­кая структурная подвижность молекул, проявляющаяся во многих оптических эффектах, несвойственных другим веществам.

3.4. Используемое оборудование

Модуль «Функциональный генератор», «Модуль питания», «Обратный пьезоэффект», «Измеритель RLC», соединительные проводники.