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JP5937985B2 - Dielectric device and method for controlling dielectric device - Google Patents
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Description

本発明は、誘電体デバイスおよび誘電体デバイスの制御方法に関する。   The present invention relates to a dielectric device and a method for controlling a dielectric device.

電気光学結晶や電歪結晶といった誘電体に正弦波などの交流電圧を印加することにより、様々な機能を発現させることが行われている。例えば、非特許文献1には、光共振器内に電気光学結晶を配置し、電気光学結晶に150kHzの正弦波電圧を印加することにより波長掃引光源を実現している。   Various functions are developed by applying an alternating voltage such as a sine wave to a dielectric such as an electro-optic crystal or an electrostrictive crystal. For example, in Non-Patent Document 1, an electro-optic crystal is arranged in an optical resonator, and a wavelength swept light source is realized by applying a 150 kHz sine wave voltage to the electro-optic crystal.

Shogo Yagi, Tadayuki Imai, Yasuo Shibata, Shigeo Ishibashi, Masahiro Sasaura, Kazutoshi Kato, Kazunori Naganuma, Yuzo Sasaki, and Kazuo Fujiura, “A mechanical-free 150-kHz repetition swept light source incorporated a KTN electro-optic deflector”, Proc. of SPIE, 2011年, Vol.7889, 78891J-1〜78891J-6Shogo Yagi, Tadayuki Imai, Yasuo Shibata, Shigeo Ishibashi, Masahiro Sasaura, Kazutoshi Kato, Kazunori Naganuma, Yuzo Sasaki, and Kazuo Fujiura, “A mechanical-free 150-kHz repetition swept light source incorporated a KTN electro-optic deflector”, Proc of SPIE, 2011, Vol. 7889, 78891J-1 to 78891J-6 上野雅浩、他5名、「KTN結晶を用いたOCT用200kHz光偏向器の消費電力」、エレクトロニクス講演論文集1、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、2012年、p.124Masahiro Ueno and five others, "Power consumption of 200 kHz optical deflector for OCT using KTN crystal", Proceedings of Electronics Lecture 1, Electronics Society Conference of IEICE, 2012, p.124

しかしながら、高周波・大振幅の交流電圧を連続的に誘電体に印加した場合、誘電体にて発熱が生じ、誘電体の温度が上昇する。例えば、非特許文献2には、KTa1-xNbx3結晶に200kHz、600Vpp(peak to peak電圧)の交流電圧を印加した場合、KTa1-xNbx3結晶の消費電力が約1Wであり、温度上昇することが記されている。 However, when a high-frequency, large-amplitude AC voltage is continuously applied to the dielectric, heat is generated in the dielectric and the temperature of the dielectric rises. For example, Non-Patent Document 2, KTa 1-x Nb x O 3 crystal 200kHz, when applying an AC voltage of 600Vpp (peak to peak voltage), the power consumption of KTa 1-x Nb x O 3 crystal about It is 1 W, and it is noted that the temperature rises.

図6に、従来の誘電体デバイス600の構成を示す。図6に示される従来の誘電体デバイス600においては、誘電体601が上部金属電極ブロック602と下部金属電極ブロック603とで挟まれるように上部金属電極ブロック602と下部金属電極ブロック603との間に設けられている。下部金属電極ブロック603には、温度センサ604及びペルチェ素子605が取り付けられている。ペルチェ素子605には、ヒートシンク606が取り付けられている。上部金属電極ブロック602及び下部金属電極ブロック603には電源608が接続されており、温度センサ604及びペルチェ素子605にはペルチェコントローラ607が接続されている。   FIG. 6 shows a configuration of a conventional dielectric device 600. In the conventional dielectric device 600 shown in FIG. 6, the dielectric 601 is interposed between the upper metal electrode block 602 and the lower metal electrode block 603 so that the dielectric 601 is sandwiched between the upper metal electrode block 602 and the lower metal electrode block 603. Is provided. A temperature sensor 604 and a Peltier element 605 are attached to the lower metal electrode block 603. A heat sink 606 is attached to the Peltier element 605. A power source 608 is connected to the upper metal electrode block 602 and the lower metal electrode block 603, and a Peltier controller 607 is connected to the temperature sensor 604 and the Peltier element 605.

下部金属電極ブロック603に取り付けられた温度センサ604は、下部金属電極ブロック603の温度を測定する。ペルチェコントローラ607は、下部金属電極ブロック603の温度を所定の設定温度に保つ制御を行う。具体的には、ペルチェコントローラ607は、ペルチェ素子605に流す電流を調節して下部金属電極ブロック603の温度制御を行い、それにより誘電体601の温度制御を行っている。誘電体601が発熱していない場合、下部金属電極ブロック603の温度(設定温度)と誘電体601の温度はおおよそ等しくなる。   A temperature sensor 604 attached to the lower metal electrode block 603 measures the temperature of the lower metal electrode block 603. The Peltier controller 607 performs control to keep the temperature of the lower metal electrode block 603 at a predetermined set temperature. Specifically, the Peltier controller 607 controls the temperature of the lower metal electrode block 603 by adjusting the current passed through the Peltier element 605, thereby controlling the temperature of the dielectric 601. When the dielectric 601 is not generating heat, the temperature of the lower metal electrode block 603 (set temperature) and the temperature of the dielectric 601 are approximately equal.

しかしながら、電源608によって上部金属電極ブロック602及び下部金属電極ブロック603を介して誘電体601に交流電圧を印加すると、誘電体601が発熱する。このような場合、誘電体601自体の熱抵抗や、誘電体601と下部金属電極ブロック603との間の熱抵抗により、誘電体601の温度が温度センサ604の設定温度よりも高くなってしまう。その様子を図7に示す。   However, when an AC voltage is applied to the dielectric 601 via the upper metal electrode block 602 and the lower metal electrode block 603 by the power source 608, the dielectric 601 generates heat. In such a case, the temperature of the dielectric 601 becomes higher than the set temperature of the temperature sensor 604 due to the thermal resistance of the dielectric 601 itself and the thermal resistance between the dielectric 601 and the lower metal electrode block 603. This is shown in FIG.

図7は、誘電体に印加される電圧と誘電体の温度との関係を示す。図7に示すように、誘電体に交流電圧を印加すると、時間が経過するにつれて誘電体の温度が設定温度より徐々に高くなっていく。   FIG. 7 shows the relationship between the voltage applied to the dielectric and the temperature of the dielectric. As shown in FIG. 7, when an AC voltage is applied to the dielectric, the temperature of the dielectric gradually becomes higher than the set temperature as time elapses.

図8は、誘電体の誘電率の温度依存性の一例を示す。図8に示すように、誘電体の温度が高くなると誘電率が低下する。すなわち、誘電体の温度が高くなると誘電体のキャパシタンスが小さくなってしまう。大きな誘電率が求められる場合、これは望ましくない。   FIG. 8 shows an example of the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric. As shown in FIG. 8, the dielectric constant decreases as the temperature of the dielectric increases. That is, when the temperature of the dielectric increases, the capacitance of the dielectric decreases. This is undesirable if a large dielectric constant is required.

例えば、非特許文献1に示される波長掃引光源で用いられる光偏向器では、偏向角が誘電率に比例するため、誘電率の低下により偏向角の減少すなわち波長掃引幅の減少を引き起こすという問題があった。また、光偏向器以外の電気光学デバイスにおいては、2次の電気光学係数は誘電率の2乗に比例するため、誘電率が小さくなると電気光学効果が小さくなるという問題があった。   For example, in the optical deflector used in the wavelength swept light source disclosed in Non-Patent Document 1, since the deflection angle is proportional to the dielectric constant, there is a problem that the decrease in the deflection angle, that is, the wavelength sweep width is caused by the decrease in the dielectric constant. there were. Further, in the electro-optical device other than the optical deflector, since the secondary electro-optic coefficient is proportional to the square of the dielectric constant, there is a problem that the electro-optic effect is reduced when the dielectric constant is reduced.

図8に示すような特性を有する誘電体において大きな誘電率を得る手段として、誘電体の温度を予め下げることが考えられる。しかしながら、大きな誘電率を得ようとして温度を下げた結果、温度が相転移温度より下がってしまった場合、誘電体が常誘電相から強誘電相になってしまい、電圧印加により誘電体が破損し、それ以降電圧を印加することができなくなるという問題があった。   As a means for obtaining a large dielectric constant in a dielectric having the characteristics shown in FIG. 8, it is conceivable to lower the temperature of the dielectric in advance. However, if the temperature drops as a result of lowering the temperature in order to obtain a large dielectric constant, the dielectric changes from the paraelectric phase to the ferroelectric phase, and the dielectric is damaged by voltage application. After that, there was a problem that voltage could not be applied.

図9は、強誘電−常誘電相転移近傍における誘電体の誘電率の温度依存性を示す。図9に示すように、多くの誘電体は、強誘電−常誘電相転移点近傍において誘電率が大きくなる。誘電体の温度Txで得られる誘電率よりも大きな誘電率を得るために、誘電体の温度を下げて温度Ty(誘電体の相転移温度Tc<Ty<Tx)にする場合、温度Tyが相転移温度Tc近傍の温度である場合においては、温度を低下させると急激に誘電率が増加し、強誘電−常誘電相転移点近傍において誘電率が非常に大きくなるため、後述のように共振型の電源が動作せず、共振型の電源によって交流電圧を印加することができないという問題があった。   FIG. 9 shows the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric near the ferroelectric-paraelectric phase transition. As shown in FIG. 9, many dielectrics have a large dielectric constant in the vicinity of the ferroelectric-paraelectric phase transition point. In order to obtain a dielectric constant larger than that obtained at the dielectric temperature Tx, when the dielectric temperature is lowered to a temperature Ty (dielectric phase transition temperature Tc <Ty <Tx), the temperature Ty is the phase. When the temperature is in the vicinity of the transition temperature Tc, the dielectric constant increases rapidly when the temperature is lowered, and the dielectric constant becomes very large in the vicinity of the ferroelectric-paraelectric phase transition point. There is a problem that the AC power source cannot operate and the AC voltage cannot be applied by the resonance type power source.

ここで、図10を用いて共振型の電源の例示的な構成を説明する。共振型の電源とは、正弦波電圧を発生させる電源であり、矩形波を共振回路に入力することにより、正弦波を生成するものである。図10に示されるように、共振型の電源1000は、矩形波生成部1001、共振回路の一部1003、出力ポート1002−1及び1002−2を有する。出力ポート1002−1及び1002−2は、誘電体1004に接続されている。共振回路の一部1003及び誘電体1004により、共振回路1005が形成される。   Here, an exemplary configuration of a resonance type power supply will be described with reference to FIG. A resonance type power supply is a power supply that generates a sine wave voltage, and generates a sine wave by inputting a rectangular wave into a resonance circuit. As illustrated in FIG. 10, the resonance type power supply 1000 includes a rectangular wave generation unit 1001, a part of the resonance circuit 1003, and output ports 1002-1 and 1002-2. The output ports 1002-1 and 1002-2 are connected to the dielectric 1004. A resonance circuit 1005 is formed by a part 1003 of the resonance circuit and the dielectric 1004.

共振回路1005は、共振角周波数ω0を有する。また、矩形波生成部1001が生成する矩形波の繰り返し角周波数をωsとすると、その周期は、図11の上図に示されるように、2π/ωsとなる。ここで、   The resonance circuit 1005 has a resonance angular frequency ω0. Further, if the repetitive angular frequency of the rectangular wave generated by the rectangular wave generating unit 1001 is ωs, the cycle is 2π / ωs as shown in the upper diagram of FIG. here,

Figure 0005937985
Figure 0005937985

と設定することにより、矩形波から角周波数ωs成分が抽出されるため、図11の下図に示されるように、角周波数ωsの正弦波電圧を誘電体1004に印加することが可能となる。 Since the angular frequency ωs component is extracted from the rectangular wave, a sine wave voltage having the angular frequency ωs can be applied to the dielectric 1004 as shown in the lower diagram of FIG.

図12は、強誘電−常誘電相転移近傍における誘電体の誘電率の温度依存性と共振型の電源が動作する誘電率の範囲とを示す。図12に示されるように、誘電体の温度をTz(Tc<Tz<Tx)にすると、誘電率が非常に大きくなるためキャパシタンスが非常に大きくなる。高周波・大振幅の交流電圧を連続的に誘電体デバイスに印加した場合、誘電体において発熱が生じ、温度がTz+ΔTとなり、誘電率が低下する。すなわち、キャパシタンスが低下する。   FIG. 12 shows the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric in the vicinity of the ferroelectric-paraelectric phase transition and the range of the dielectric constant at which the resonance type power supply operates. As shown in FIG. 12, when the temperature of the dielectric is Tz (Tc <Tz <Tx), the dielectric constant becomes very large, so that the capacitance becomes very large. When a high-frequency, large-amplitude AC voltage is continuously applied to the dielectric device, heat is generated in the dielectric, the temperature becomes Tz + ΔT, and the dielectric constant decreases. That is, the capacitance decreases.

ここで、図12に示されるように、共振型の電源は、接続された誘電体のキャパシタンスが所定の範囲に収まっていないと動作しないため、温度が上昇していく過程で誘電率(あるいはキャパシタンス)が急激に減少し、誘電体のキャパシタンスが所定の範囲から外れると、誘電体に電圧が印加されなくなってしまう。   Here, as shown in FIG. 12, since the resonance type power supply does not operate unless the capacitance of the connected dielectric is within a predetermined range, the dielectric constant (or capacitance) is increased in the process of increasing the temperature. ) Drastically decreases, and when the dielectric capacitance deviates from the predetermined range, no voltage is applied to the dielectric.

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、交流電圧を誘電体に確実に印加することが可能であり、大きな誘電率を得ることが可能な誘電体デバイス及びその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a dielectric device capable of reliably applying an alternating voltage to a dielectric and obtaining a large dielectric constant. It is in providing the control method.

本発明の請求項1に係る誘電体デバイスは、上部電極ブロックと下部電極ブロックとの間に設けられた誘電体と、ペルチェ素子と、前記誘電体と前記ペルチェ素子との間に流れる熱の経路の途中に配置された温度センサと、前記温度センサ及び前記ペルチェ素子に接続され、前記ペルチェ素子を用いて前記温度センサの温度を制御するペルチェコントローラと、前記上部電極ブロック及び前記下部電極ブロックを介して前記誘電体に電圧を印加する共振型の電源と、前記ペルチェコントローラ及び前記共振型の電源に接続された制御部とを備えた誘電体デバイスにおいて、前記制御部は、前記温度センサの測定温度が第1の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第1の命令を送り、前記測定温度が前記第1の設定温度となった後、交流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第2の命令を送り、当該交流電圧の振幅を所定の振幅に徐々に増加させている間又は前記交流電圧の振幅を前記所定の振幅に増加させた後、前記測定温度が第2の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第3の命令を送り、前記第1の設定温度は、前記交流電圧の印加前において前記誘電体が常誘電相であるように前記誘電体が常誘電相から強誘電相に転移する相転移温度よりも高く、前記第2の設定温度は、前記交流電圧の印加後において前記誘電体が常誘電相を維持する温度であり、前記第1の設定温度よりも低く、前記第2の設定温度は前記共振型の電源が動作する範囲の温度であることを特徴とする。 A dielectric device according to claim 1 of the present invention includes a dielectric provided between an upper electrode block and a lower electrode block, a Peltier element, and a path of heat flowing between the dielectric and the Peltier element. A temperature sensor disposed in the middle of the temperature sensor, a Peltier controller connected to the temperature sensor and the Peltier element, and controlling the temperature of the temperature sensor using the Peltier element, via the upper electrode block and the lower electrode block wherein a power supply of resonant for applying a voltage to the dielectric, the dielectric device and a said Peltier controller and connected to said power source of the resonance controller Te, the control unit, the measured temperature of the temperature sensor After the first command is sent to the Peltier controller so that becomes the first set temperature, and the measured temperature becomes the first set temperature An AC voltage feeding the second instruction to the power of the resonant to apply to the dielectric, the amplitude of the predetermined or between the alternating voltage amplitude of the AC voltage is gradually increased to a predetermined amplitude After the amplitude is increased , the third command is sent to the Peltier controller so that the measured temperature becomes the second set temperature, and the first set temperature is set to the dielectric before the application of the AC voltage. Is higher than a phase transition temperature at which the dielectric transitions from a paraelectric phase to a ferroelectric phase so that the dielectric is paraelectric, after the application of the AC voltage. a temperature to maintain the phase, the rather low than the first predetermined temperature, said second set temperature, characterized in that a temperature in the range of power of the resonant operates.

本発明の請求項2に係る誘電体デバイスは、本発明の請求項1に係る誘電体デバイスであって、前記制御部は、前記第1の命令を送った後、直流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第4の命令を送り、電荷を前記誘電体に注入した後、前記第2の命令を送ることを特徴とする。 A dielectric device according to a second aspect of the present invention is the dielectric device according to the first aspect of the present invention, wherein the control unit sends a DC voltage to the dielectric after sending the first command. A fourth command is sent to the resonance type power supply so as to be applied, a charge is injected into the dielectric, and then the second command is sent.

本発明の請求項3に係る誘電体デバイスは、本発明の請求項1又は2に係る誘電体デバイスであって、前記誘電体は、タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTa1-xNbx3(0<x<1))結晶、または、KTNにリチウムをドープした(K1−yLiTa1−xNb(0<x<1、0<y<0.1))結晶から構成されていることを特徴とする。 A dielectric device according to a third aspect of the present invention is the dielectric device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the dielectric is potassium tantalate niobate (KTa 1-x Nb x O 3 ( 0 <x <1)) crystal, or lithium from the doped (K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 (0 <x <1,0 <y <0.1)) crystal KTN It is configured.

本発明の請求項に係る方法は、上部電極ブロックと下部電極ブロックとの間に設けられた誘電体と、ペルチェ素子と、前記誘電体と前記ペルチェ素子との間に流れる熱の経路の途中に配置された温度センサと、前記温度センサ及び前記ペルチェ素子に接続され、前記ペルチェ素子を用いて前記温度センサの温度を制御するペルチェコントローラと、前記上部電極ブロック及び前記下部電極ブロックを介して前記誘電体に電圧を印加する共振型の電源と、前記ペルチェコントローラ及び前記共振型の電源に接続された制御部とを備えた誘電体デバイスを制御する方法であって、前記制御部が、前記温度センサの測定温度が第1の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第1の命令を送るステップと、前記制御部が、前記測定温度が前記第1の設定温度となった後、交流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第2の命令を送るステップと、前記制御部が、当該交流電圧の振幅を所定の振幅に徐々に増加させている間又は前記交流電圧の振幅を前記所定の振幅に増加させた後、前記測定温度が第2の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第3の命令を送るステップとを備え、前記第1の設定温度は、前記交流電圧の印加前において前記誘電体が常誘電相であるように前記誘電体が常誘電相から強誘電相に転移する相転移温度よりも高く、前記第2の設定温度は、前記交流電圧の印加後において前記誘電体が常誘電相を維持する温度であり、前記第1の設定温度よりも低く、前記第2の設定温度は前記共振型の電源が動作する範囲の温度であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a dielectric provided between the upper electrode block and the lower electrode block, a Peltier element, and a path of heat flowing between the dielectric and the Peltier element. A temperature sensor disposed in the Peltier controller, connected to the temperature sensor and the Peltier element, and controlling the temperature of the temperature sensor using the Peltier element, and via the upper electrode block and the lower electrode block A method of controlling a dielectric device comprising: a resonance type power supply for applying a voltage to a dielectric; and a control unit connected to the Peltier controller and the resonance type power supply, wherein the control unit includes the temperature A step of sending a first command to the Peltier controller so that the measured temperature of the sensor becomes a first set temperature; After a serial first set temperature, and sending a second instruction to the AC voltage to the power supply of resonant to apply to the dielectric, the control section, the amplitude of the AC voltage given Sending a third command to the Peltier controller so that the measured temperature becomes a second set temperature while gradually increasing the amplitude or after increasing the amplitude of the AC voltage to the predetermined amplitude The first set temperature is higher than a phase transition temperature at which the dielectric transitions from a paraelectric phase to a ferroelectric phase so that the dielectric is a paraelectric phase before application of the AC voltage. the second predetermined temperature is a temperature at which the dielectric after application of the AC voltage to maintain the paraelectric phase, the rather low than the first predetermined temperature, the second set temperature is the resonance this power of the mold is at a temperature in the range that works The features.

本発明の請求項に係る方法は、本発明の請求項に係る方法であって、前記第1の命令を送るステップの後、前記第2の命令を送るステップの前に、前記制御部が、電荷を前記誘電体に注入するために、直流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第4の命令を送るステップをさらに備えたことを特徴とする。 A method according to claim 5 of the present invention is the method according to claim 4 of the present invention, wherein after the step of sending the first command and before the step of sending the second command, the control unit The method further comprises the step of sending a fourth command to the resonant power supply to apply a DC voltage to the dielectric to inject charge into the dielectric.

本発明の請求項に係る方法は、本発明の請求項又はに係る方法であって、前記誘電体は、タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTa1-xNbx3(0<x<1))結晶、または、KTNにリチウムをドープした(K1−yLiTa1−xNb(0<x<1、0<y<0.1))結晶から構成されていることを特徴とする。 The method according to claim 6 of the present invention is the method according to claim 4 or 5 of the present invention, wherein the dielectric is potassium tantalate niobate (KTa 1-x Nb x O 3 (0 <x < 1)) crystal, or doped with lithium KTN (K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 (0 <x <1,0 <y <0.1)) and a crystal It is characterized by that.

本発明に係る誘電体デバイス及びその制御方法によると、誘電体を所定の温度にして交流電圧の印加を開始した後に誘電体の温度を低くすることにより、誘電体が強誘電相になることを防止し交流電圧を誘電体に確実に印加することが可能となり、かつ、その誘電率を大きくすることが可能になるという顕著な効果を奏することができる。また、誘電率の増大に伴い電気光学効果も大きくなるため、誘電体デバイスの印加電圧を小さくすることができるという顕著な効果を奏することができる。さらに、誘電体の誘電率を所定の範囲内に収めることができるため、共振型の電源を使用した場合であっても誘電体に確実に電圧を印加することができるという顕著な効果を奏することができる。   According to the dielectric device and the control method thereof according to the present invention, the dielectric becomes a ferroelectric phase by lowering the temperature of the dielectric after starting the application of the AC voltage with the dielectric set to a predetermined temperature. Thus, it is possible to reliably apply an AC voltage to the dielectric, and to obtain a remarkable effect that the dielectric constant can be increased. In addition, since the electro-optic effect increases as the dielectric constant increases, the remarkable effect that the applied voltage of the dielectric device can be reduced can be achieved. Furthermore, since the dielectric constant of the dielectric can be kept within a predetermined range, there is a remarkable effect that a voltage can be reliably applied to the dielectric even when a resonance type power supply is used. Can do.

本発明の誘電体デバイスの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the dielectric device of this invention. 本発明における、誘電体の誘電率の温度依存性と共振型の電源の動作範囲とを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing temperature dependency of dielectric constant of a dielectric and an operating range of a resonance type power supply in the present invention. 本発明に係る誘電体デバイスにおける制御の流れを示した図である。It is the figure which showed the flow of control in the dielectric material based on this invention. 本発明に係る誘電体デバイスにおいて、交流電圧の振幅を徐々に増大させ、所望の振幅に到達した後に設定温度を下げる場合を説明する図である。In the dielectric device according to the present invention, it is a diagram illustrating a case where the amplitude of the alternating voltage is gradually increased and the set temperature is lowered after reaching the desired amplitude. 本発明に係る誘電体デバイスにおいて、交流電圧の振幅を徐々に増大させ、所望の振幅に到達する前に設定温度を下げる場合を説明する図である。In the dielectric device according to the present invention, it is a diagram for explaining a case where the amplitude of the AC voltage is gradually increased and the set temperature is lowered before reaching the desired amplitude. 従来の誘電体デバイスの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the conventional dielectric device. 誘電体に印加される電圧と誘電体の温度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the voltage applied to a dielectric material, and the temperature of a dielectric material. 誘電体の誘電率の温度依存性の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the temperature dependence of the dielectric constant of a dielectric material. 誘電体の誘電率の温度依存性を示した図である。It is the figure which showed the temperature dependence of the dielectric constant of a dielectric material. 共振型の電源の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a resonance type power supply. 共振型の電源の短形波生成部が生成する電圧と誘電体に印加される電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage which the short wave generation part of a resonance type power supply produces | generates, and the voltage applied to a dielectric material. 誘電体の誘電率の温度依存性と共振型の電源の動作範囲とを示した図である。It is the figure which showed the temperature dependence of the dielectric constant of a dielectric material, and the operating range of a resonance type power supply.

図1に、本発明に係る誘電体デバイス100の構成を示す。図1(a)に示されるように、本発明に係る誘電体デバイス100では、誘電体101が上部金属電極ブロック102と下部金属電極ブロック103とで挟まれるように上部金属電極ブロック102と下部金属電極ブロック103との間に設けられている。なお、図1(a)には記していないが、上部金属電極ブロック102と下部金属電極ブロック103との間に絶縁体を更に設けてもよい。下部金属電極ブロック103には、下部金属電極ブロック103の温度を測定する温度センサ104と、下部金属電極ブロック103の温度調整を行うペルチェ素子105とが取り付けられている。ペルチェ素子105には、ヒートシンク106が取り付けられている。上部金属電極ブロック102及び下部金属電極ブロック103には電源108が接続され、温度センサ104及びペルチェ素子105にはペルチェコントローラ107が接続され、ペルチェコントローラ107及び電源108には制御部109が接続されている。なお、図1(a)においては、温度センサ104を下部金属電極ブロック103に取り付けた構成が示されているが、上部金属電極ブロック102と下部金属電極ブロック103との間に絶縁体を設けた上で、温度センサ104を上部金属電極ブロック102に取り付ける構成としてもよい。また、ペルチェ素子105と下部金属電極ブロック103との間に絶縁体を設け、絶縁体に温度センサ104を取り付けてもよい。温度センサ104は、誘電体101とペルチェ素子105との間に流れる熱の経路の途中にあればよい。   FIG. 1 shows a configuration of a dielectric device 100 according to the present invention. As shown in FIG. 1A, in the dielectric device 100 according to the present invention, the upper metal electrode block 102 and the lower metal so that the dielectric 101 is sandwiched between the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. It is provided between the electrode block 103. Although not shown in FIG. 1A, an insulator may be further provided between the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. A temperature sensor 104 that measures the temperature of the lower metal electrode block 103 and a Peltier element 105 that adjusts the temperature of the lower metal electrode block 103 are attached to the lower metal electrode block 103. A heat sink 106 is attached to the Peltier element 105. A power source 108 is connected to the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103, a Peltier controller 107 is connected to the temperature sensor 104 and the Peltier element 105, and a control unit 109 is connected to the Peltier controller 107 and the power source 108. Yes. FIG. 1A shows a configuration in which the temperature sensor 104 is attached to the lower metal electrode block 103, but an insulator is provided between the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. In the above, the temperature sensor 104 may be attached to the upper metal electrode block 102. Further, an insulator may be provided between the Peltier element 105 and the lower metal electrode block 103, and the temperature sensor 104 may be attached to the insulator. The temperature sensor 104 only needs to be in the middle of a path of heat flowing between the dielectric 101 and the Peltier element 105.

図1(b)は、本発明に係る誘電体デバイスの他の構成100’を示す。図1(b)に示されるように、上部金属電極ブロック102及び下部金属電極ブロック103の両方に、ペルチェ素子105が取り付けられていてもよい。また、上部金属電極ブロック102及び下部金属電極ブロック103と、ペルチェ素子105との間に絶縁体を設け、絶縁体に温度センサ104を取り付けてもよい。図1(b)に示される誘電体デバイスの他の構成100’も同様に、温度センサ104は、誘電体101とペルチェ素子105との間に流れる熱の経路の途中にあればよい。   FIG. 1 (b) shows another configuration 100 'of a dielectric device according to the present invention. As shown in FIG. 1B, Peltier elements 105 may be attached to both the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. Further, an insulator may be provided between the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103 and the Peltier element 105, and the temperature sensor 104 may be attached to the insulator. Similarly, in the other configuration 100 ′ of the dielectric device shown in FIG. 1B, the temperature sensor 104 may be in the middle of the path of the heat flowing between the dielectric 101 and the Peltier element 105.

ペルチェコントローラ107は、ペルチェ素子105に流れる電流を制御することにより下部金属電極ブロック103の温度を制御することができる。電源108は、上部金属電極ブロック102及び下部金属電極ブロック103を介して誘電体101に電圧を印加できるようになっている。制御部109は、以下で後述するようにペルチェコントローラ107及び電源108を制御する。   The Peltier controller 107 can control the temperature of the lower metal electrode block 103 by controlling the current flowing through the Peltier element 105. The power supply 108 can apply a voltage to the dielectric 101 via the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. The control unit 109 controls the Peltier controller 107 and the power source 108 as will be described later.

図2及び図3を参照して、本発明に係る誘電体デバイス100における制御の流れを説明する。図3に示されるように、ステップ301で、制御部109は、温度センサ104の温度が第1の設定温度T0となるようにペルチェコントローラ107に第1の命令を送る。第1の命令を受けたペルチェコントローラ107は、温度センサ104の温度がT0となるようにペルチェ素子105を用いて温度調整し、それにより誘電体101の温度もT0となる。   A control flow in the dielectric device 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, in step 301, the control unit 109 sends a first command to the Peltier controller 107 so that the temperature of the temperature sensor 104 becomes the first set temperature T0. Upon receiving the first command, the Peltier controller 107 adjusts the temperature using the Peltier element 105 so that the temperature of the temperature sensor 104 becomes T0, whereby the temperature of the dielectric 101 also becomes T0.

次に、ステップ302で、制御部109は、交流電圧の印加を開始するように電源108に第2の命令を送る。第2の命令を受けた電源108は、上部金属電極ブロック102及び下部金属電極ブロック103を介して誘電体101に交流電圧を印加する。交流電圧の印加後、誘電体101の発熱により誘電体101の温度がΔT0上昇し、図2に示すように誘電体101の温度がT0+ΔT0となる。また、誘電体101の温度の上昇に伴い、誘電体101の誘電率が低下するとともにキャパシタンスが低下する。   Next, in step 302, the control unit 109 sends a second command to the power supply 108 so as to start application of the AC voltage. The power supply 108 that has received the second command applies an AC voltage to the dielectric 101 via the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. After application of the AC voltage, the temperature of the dielectric 101 rises by ΔT0 due to heat generation of the dielectric 101, and the temperature of the dielectric 101 becomes T0 + ΔT0 as shown in FIG. Further, as the temperature of the dielectric 101 increases, the dielectric constant of the dielectric 101 decreases and the capacitance decreases.

次に、ステップ303で、制御部109は、温度センサ104の温度が第2の設定温度T1(<T0)になるようにペルチェコントローラ107に第3の命令を送る。第3の命令を受けたペルチェコントローラ107は、温度センサ104の温度がT1となるようにペルチェ素子105を用いて温度調整し、それにより誘電体101の温度をΔT1低下させ、誘電体101の温度がT0+ΔT0−ΔT1となる。また、誘電体101の温度の低下に伴い、誘電体101の誘電率が上昇するとともにキャパシタンスが上昇する。なお、温度センサは、ΔT0とΔT1を測定することができない。そのため、温度センサ104は、誘電体101の温度T0+ΔT0−ΔT1を測定することができないことを注記しておく。   Next, in Step 303, the control unit 109 sends a third command to the Peltier controller 107 so that the temperature of the temperature sensor 104 becomes the second set temperature T1 (<T0). The Peltier controller 107 having received the third command adjusts the temperature using the Peltier element 105 so that the temperature of the temperature sensor 104 becomes T1, thereby lowering the temperature of the dielectric 101 by ΔT1 and the temperature of the dielectric 101 Becomes T0 + ΔT0−ΔT1. Further, as the temperature of the dielectric 101 decreases, the dielectric constant of the dielectric 101 increases and the capacitance increases. Note that the temperature sensor cannot measure ΔT0 and ΔT1. Therefore, it should be noted that the temperature sensor 104 cannot measure the temperature T0 + ΔT0−ΔT1 of the dielectric 101.

また、制御部109は、第1の命令を送った後、直流電圧を誘電体101に印加するように電源108に第4の命令を送り、電荷を誘電体101に注入した後に、第2の命令を送るように構成されていてもよい。   In addition, after sending the first command, the control unit 109 sends a fourth command to the power supply 108 so as to apply a DC voltage to the dielectric 101 and injects electric charge into the dielectric 101, It may be configured to send instructions.

T1は例えば、ΔT0=ΔT1を満たすように選択することができる。その場合、誘電体101の温度はT0+ΔT0−ΔT0=T0となる。しかし、必ずしもΔT0=ΔT1とする必要はない。温度センサ104の温度をT1まで温度を下げた時に電圧を印加しても結晶が破損しなければ良い。   T1 can be selected to satisfy ΔT0 = ΔT1, for example. In that case, the temperature of the dielectric 101 is T0 + ΔT0−ΔT0 = T0. However, it is not always necessary to set ΔT0 = ΔT1. Even if a voltage is applied when the temperature of the temperature sensor 104 is lowered to T1, the crystal is not damaged.

また、電源108として、図10に例示されるような共振型の電源を用いることができる。その場合、ステップ303において温度センサ104の温度をT1まで温度を下げた時の誘電体101の誘電率(キャパシタンス)が、共振型の電源が動作する範囲に収まっており、かつ結晶が破損しなければ良い。尚、図2においては、Tc<T1の場合を示したが、T1<Tcとなりうる。すなわち、温度センサ104の温度T1がTcより小さくても、誘電体101の温度T0+ΔT0−ΔT1はTcより大きくなりうる。   Further, as the power source 108, a resonance type power source as exemplified in FIG. 10 can be used. In that case, the dielectric constant (capacitance) of the dielectric 101 when the temperature of the temperature sensor 104 is lowered to T1 in step 303 is within the range where the resonance type power supply operates, and the crystal must be damaged. It ’s fine. In FIG. 2, the case of Tc <T1 is shown, but T1 <Tc may be satisfied. That is, even if the temperature T1 of the temperature sensor 104 is lower than Tc, the temperature T0 + ΔT0−ΔT1 of the dielectric 101 can be higher than Tc.

図1(a)に示される誘電体デバイス100において、誘電体101として、KTa1-xNbx3結晶(4.0×3.2×1.0mm、x=0.4)を用いた。第1の設定温度T0を、誘電率が17500となり、結晶構造が立方晶(常誘電相)となる温度である51.8℃に設定した。4.0mm×3.2mmの面にTi電極を蒸着し、KTa1-xNbx3結晶を上部金属電極ブロック102と下部金属電極ブロック103とで挟んだ。この場合、誘電体101のキャパシタンスは、8.854*10−12*17500*4.0*10−3*3.2*10−3/(1.0*10−3)=1.98nFである。 In the dielectric device 100 shown in FIG. 1A, a KTa 1-x Nb x O 3 crystal (4.0 × 3.2 × 1.0 mm, x = 0.4) is used as the dielectric 101. . The first set temperature T0 was set to 51.8 ° C., which is the temperature at which the dielectric constant becomes 17500 and the crystal structure becomes cubic (paraelectric phase). A Ti electrode was deposited on a 4.0 mm × 3.2 mm surface, and a KTa 1-x Nb x O 3 crystal was sandwiched between the upper metal electrode block 102 and the lower metal electrode block 103. In this case, the capacitance of the dielectric 101 is 8.854 * 10 −12 * 17500 * 4.0 * 10 −3 * 3.2 * 10 −3 /(1.0*10 −3 ) = 1.98 nF. is there.

誘電体101に波長1.3μmの光を入射させ、直流電圧(+300V(10秒)、−300V(10秒))を印加し、電子をKTa1-xNbx3結晶内に注入した後、周波数350kHz、600V(peak-to-peak)の正弦波電圧を誘電体101に印加したところ、出射光の偏向角は39.6mradであった。正弦波電圧を印加後に第2の設定温度T1=48.8℃にしたところ、偏向角は55.2mradとなった。正弦波電圧を印加後に第2の設定温度T1=45.8℃にしたところ、偏向角は69.9mradとなった。正弦波電圧を印加後に第2の設定温度T1=44.8℃にしたところ、偏向角は75.0mradとなった。 After allowing light having a wavelength of 1.3 μm to enter the dielectric 101, applying a DC voltage (+300 V (10 seconds), −300 V (10 seconds)), and injecting electrons into the KTa 1-x Nb x O 3 crystal When a sinusoidal voltage having a frequency of 350 kHz and 600 V (peak-to-peak) was applied to the dielectric 101, the deflection angle of the emitted light was 39.6 mrad. When the second set temperature T1 = 48.8 ° C. was applied after applying the sine wave voltage, the deflection angle was 55.2 mrad. When the second set temperature T1 = 45.8 ° C. was applied after the sine wave voltage was applied, the deflection angle was 69.9 mrad. When the second set temperature T1 = 44.8 ° C. was applied after the sine wave voltage was applied, the deflection angle was 75.0 mrad.

図4は、実施例1に係る誘電体デバイス100において、交流電圧(正弦波電圧)の振幅を徐々に増加させて所望の振幅になった後に設定温度を低下させた場合における、誘電体に印加される電圧と設定温度との関係を示した図である。ここで、振幅を徐々に増加させた理由は、このような方法をとることにより、誘電体101の急激な発熱・温度上昇が抑制される結果、制御部109による温度制御が容易になるためである。   FIG. 4 shows the dielectric device 100 according to the first embodiment applied to the dielectric when the set temperature is lowered after gradually increasing the amplitude of the AC voltage (sinusoidal voltage) to reach the desired amplitude. It is the figure which showed the relationship between the voltage to be performed and preset temperature. Here, the reason why the amplitude is gradually increased is that, by adopting such a method, a rapid heat generation / temperature rise of the dielectric 101 is suppressed, so that temperature control by the control unit 109 becomes easy. is there.

図5は、実施例1に係る誘電体デバイス100において、交流電圧(正弦波電圧)の振幅を徐々に増加させて所望の振幅になる前に設定温度を低下させた場合における、誘電体に印加される電圧と設定温度との関係を示した図である。設定温度を低下させるタイミングは、結晶が破損しなければ、電圧が所望の振幅になる前であっても後であってもよい。また、共振型の電源を用いる場合、設定温度を低下させるタイミングは、誘電体101の誘電率(キャパシタンス)が、共振型の電源が動作する範囲に収まっており、かつ結晶が破損しなければ、電圧が所望の振幅になる前であっても後であってもよい。   FIG. 5 shows an application to the dielectric in the dielectric device 100 according to the first embodiment when the set temperature is decreased before the amplitude of the AC voltage (sine wave voltage) is gradually increased to reach the desired amplitude. It is the figure which showed the relationship between the voltage to be performed and preset temperature. The timing for lowering the set temperature may be before or after the voltage reaches the desired amplitude as long as the crystal is not damaged. Further, when using a resonance type power supply, the timing for lowering the set temperature is such that the dielectric constant (capacitance) of the dielectric 101 is within the range in which the resonance type power supply operates and the crystal is not damaged. It may be before or after the voltage reaches the desired amplitude.

尚、本実施例1に係る誘電体デバイス100では、誘電体101として、KTa1-xNbx3結晶(x=0.4)を用いたが、その他のx(0<x<1)のKTa1-xNbx3結晶を用いてもよい。また、誘電体101として、K1-yLiyTa1-xNbx3結晶(0<y<1、0<x<1)を用いても良い。 In the dielectric device 100 according to the first embodiment, KTa 1-x Nb x O 3 crystal (x = 0.4) is used as the dielectric 101, but other x (0 <x <1) Alternatively, KTa 1-x Nb x O 3 crystal may be used. Alternatively, the dielectric 101 may be a K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 crystal (0 <y <1, 0 <x <1).

101、601、1004 誘電体
102、602 上部金属電極ブロック
103、603 下部金属電極ブロック
104、604 温度センサ
105、605 ペルチェ素子
106、606 ヒートシンク
107、607 ペルチェコントローラ
108、608 電源
109 制御部
1000 共振型の電源
1001 矩形波生成部
1002 出力ポート
1003 共振回路の一部
1005 共振回路
101, 601, 1004 Dielectric 102, 602 Upper metal electrode block 103, 603 Lower metal electrode block 104, 604 Temperature sensor 105, 605 Peltier element 106, 606 Heat sink 107, 607 Peltier controller 108, 608 Power supply 109 Control unit 1000 Resonance type Power source 1001 rectangular wave generator 1002 output port 1003 part of resonant circuit 1005 resonant circuit

Claims (6)

上部電極ブロックと下部電極ブロックとの間に設けられた誘電体と、
ペルチェ素子と、
前記誘電体と前記ペルチェ素子との間に流れる熱の経路の途中に配置された温度センサと、
前記温度センサ及び前記ペルチェ素子に接続され、前記ペルチェ素子を用いて前記温度センサの温度を制御するペルチェコントローラと、
前記上部電極ブロック及び前記下部電極ブロックを介して前記誘電体に電圧を印加する共振型の電源と、
前記ペルチェコントローラ及び前記共振型の電源に接続された制御部と
を備えた誘電体デバイスにおいて、
前記制御部は、前記温度センサの測定温度が第1の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第1の命令を送り、前記測定温度が前記第1の設定温度となった後、交流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第2の命令を送り、当該交流電圧の振幅を所定の振幅に徐々に増加させている間又は前記交流電圧の振幅を前記所定の振幅に増加させた後、前記測定温度が第2の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第3の命令を送り、
前記第1の設定温度は、前記交流電圧の印加前において前記誘電体が常誘電相であるように前記誘電体が常誘電相から強誘電相に転移する相転移温度よりも高く、
前記第2の設定温度は、前記交流電圧の印加後において前記誘電体が常誘電相を維持する温度であり、前記第1の設定温度よりも低く、
前記第2の設定温度は前記共振型の電源が動作する範囲の温度であることを特徴とする誘電体デバイス。
A dielectric provided between the upper electrode block and the lower electrode block;
Peltier element,
A temperature sensor disposed in the middle of a path of heat flowing between the dielectric and the Peltier element;
A Peltier controller connected to the temperature sensor and the Peltier element and controlling the temperature of the temperature sensor using the Peltier element;
A resonant power source for applying a voltage to the dielectric through the upper electrode block and the lower electrode block;
A dielectric device comprising: the Peltier controller and a control unit connected to the resonance type power supply.
The controller sends a first command to the Peltier controller so that the measured temperature of the temperature sensor becomes a first set temperature, and after the measured temperature becomes the first set temperature, A second command is sent to the resonance type power supply so as to be applied to the dielectric and the amplitude of the AC voltage is gradually increased to a predetermined amplitude or the amplitude of the AC voltage is set to the predetermined amplitude. After increasing, a third command is sent to the Peltier controller so that the measured temperature becomes the second set temperature,
The first set temperature is higher than a phase transition temperature at which the dielectric transitions from a paraelectric phase to a ferroelectric phase so that the dielectric is a paraelectric phase before application of the AC voltage,
The second predetermined temperature, the dielectric after application of the AC voltage is a temperature to maintain the paraelectric phase, rather lower than the first predetermined temperature,
The dielectric device according to claim 2, wherein the second set temperature is a temperature in a range where the resonance type power supply operates .
前記制御部は、前記第1の命令を送った後、直流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第4の命令を送り、電荷を前記誘電体に注入した後、前記第2の命令を送ることを特徴とする請求項1に記載の誘電体デバイス。 The controller, after sending the first command, sends a fourth command to the resonance type power supply so as to apply a DC voltage to the dielectric, and injects charges into the dielectric, The dielectric device of claim 1, wherein the second command is sent. 前記誘電体は、タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTa1-xNbx3(0<x<1))結晶、または、KTNにリチウムをドープした(K1−yLiTa1−xNb(0<x<1、0<y<0.1))結晶から構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の誘電体デバイス。 The dielectric is a potassium tantalate niobate (KTa 1-x Nb x O 3 (0 <x <1)) crystal, or KTN doped with lithium (K 1-y Li y Ta 1-x Nb x 3. The dielectric device according to claim 1, wherein the dielectric device is made of an O 3 (0 <x <1, 0 <y <0.1) crystal. 上部電極ブロックと下部電極ブロックとの間に設けられた誘電体と、
ペルチェ素子と、
前記誘電体と前記ペルチェ素子との間に流れる熱の経路の途中に配置された温度センサと、
前記温度センサ及び前記ペルチェ素子に接続され、前記ペルチェ素子を用いて前記温度センサの温度を制御するペルチェコントローラと、
前記上部電極ブロック及び前記下部電極ブロックを介して前記誘電体に電圧を印加する共振型の電源と、
前記ペルチェコントローラ及び前記共振型の電源に接続された制御部と
を備えた誘電体デバイスを制御する方法であって、
前記制御部が、前記温度センサの測定温度が第1の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第1の命令を送るステップと、
前記制御部が、前記測定温度が前記第1の設定温度となった後、交流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第2の命令を送るステップと、
前記制御部が、当該交流電圧の振幅を所定の振幅に徐々に増加させている間又は前記交流電圧の振幅を前記所定の振幅に増加させた後、前記測定温度が第2の設定温度となるように前記ペルチェコントローラに第3の命令を送るステップと
を備え、
前記第1の設定温度は、前記交流電圧の印加前において前記誘電体が常誘電相であるように前記誘電体が常誘電相から強誘電相に転移する相転移温度よりも高く、
前記第2の設定温度は、前記交流電圧の印加後において前記誘電体が常誘電相を維持する温度であり、前記第1の設定温度よりも低く、
前記第2の設定温度は前記共振型の電源が動作する範囲の温度であることを特徴とする方法。
A dielectric provided between the upper electrode block and the lower electrode block;
Peltier element,
A temperature sensor disposed in the middle of a path of heat flowing between the dielectric and the Peltier element;
A Peltier controller connected to the temperature sensor and the Peltier element and controlling the temperature of the temperature sensor using the Peltier element;
A resonant power source for applying a voltage to the dielectric through the upper electrode block and the lower electrode block;
A method of controlling a dielectric device comprising: the Peltier controller and a control unit connected to the resonant power source,
The controller sends a first command to the Peltier controller so that the temperature measured by the temperature sensor becomes a first set temperature;
The controller sends a second command to the resonant power supply to apply an AC voltage to the dielectric after the measured temperature reaches the first set temperature;
While the controller gradually increases the amplitude of the AC voltage to a predetermined amplitude or after increasing the amplitude of the AC voltage to the predetermined amplitude, the measured temperature becomes the second set temperature. Sending a third command to the Peltier controller,
The first set temperature is higher than a phase transition temperature at which the dielectric transitions from a paraelectric phase to a ferroelectric phase so that the dielectric is a paraelectric phase before application of the AC voltage,
The second predetermined temperature, the dielectric after application of the AC voltage is a temperature to maintain the paraelectric phase, rather lower than the first predetermined temperature,
2. The method according to claim 1, wherein the second set temperature is a temperature in a range where the resonance type power supply operates .
前記第1の命令を送るステップの後、前記第2の命令を送るステップの前に、前記制御部が、電荷を前記誘電体に注入するために、直流電圧を前記誘電体に印加するように前記共振型の電源に第4の命令を送るステップをさらに備えたことを特徴とする請求項に記載の方法。 After the step of sending the first command and before the step of sending the second command, the control unit applies a DC voltage to the dielectric to inject charge into the dielectric. The method of claim 4 , further comprising sending a fourth command to the resonant power source. 前記誘電体は、タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTa1-xNbx3(0<x<1))結晶、または、KTNにリチウムをドープした(K1−yLiTa1−xNb(0<x<1、0<y<0.1))結晶から構成されていることを特徴とする請求項又はに記載の方法。 The dielectric is a potassium tantalate niobate (KTa 1-x Nb x O 3 (0 <x <1)) crystal, or KTN doped with lithium (K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3 (0 <x <1,0 <y <0.1)) the method of claim 4, characterized in that it is composed of crystals.
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