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能够使这种转变比力幼久的存正在

发布时间:2019-09-18 浏览次数:

  晶体的电光效应制做人:张武 杨国泰 王开元 晶体正在外加电场E感化下,除了本来的天然双折射外,还会发生附加的双折射,使立方晶体具有单轴 晶体的性质,变成了光学各项同性,而有些单轴晶 则变为具有双轴晶体的性质,这种现象称为电光效 二次电光效应(Kerr效应)线性电光效应:效应取电场成反比的称为线性电光效应 按照光的电磁理论晓得,光波是一种电磁波。正在各向同性介质 中,光波中的电场强度矢量取电位移矢量的标的目的是分歧的。 对于肆意一种晶体,我们总能够找到一个曲角坐标系 (x,y,z),正在此坐标系中有 x,y,z)。如许的坐标系(x,y,z)叫做从轴坐标系。 光波正在晶体中的性质能够用一个折射率椭球来描述, 正在晶体的从轴坐标系中,折射率椭球的表达式写为: 外加电场后,因为线性电光效应,折射率椭球发生了变化, 它应暗示为一般折射率椭球的形式: 折射率椭球的系数[Bij]现实上是晶体的相对介电[εij]的逆张量,故[Bij]也是二阶对称张量,有Bij=Bji。 因此[Bij]只要六个分量,故上式可简化为: 2112 31 31 23 23 3333 2222 1111 经比力可见,外加电场后,晶体折射率椭球系数[Bij]的变化为: 考虑到[Bij]是二阶对称张量,将下标i和j互换其值不变, 所以可将它的二沉下标简化成单个下标, 其对应关系为: 1231 23 33 22 11 对于线性电光系数[γijk],因其前面两个下标i,j交换 时,对[ΔBij]没有影响,所以也可将这两个下标简化 为单个下标。颠末这些简化后,只计线性电光效应,可 得如下成果: ΔBi=γijEj 1231 23 33 22 11 响应的矩阵形式为:式中的(63)γ矩阵就是线性电光系数矩阵,它描述了 外加电场对晶体光学特征的线 13 12 11 KDP型晶体的线性电光效应KDP(KH2PO4,磷酸二氢钾)晶体是水溶液 培育的一种人工晶体,因为它很容易 发展成大块平均晶体,正在0.2~1.5 m波长范畴内通明度很高,且抗激光阈值很高,所以正在光电子手艺中 有普遍的使用。它的次要错误谬误是易潮 KDP晶体是单轴晶体,属四方晶系。属于 这一类型的晶体还有ADP(磷酸二氢氨)、 KD*P(磷酸二氘钾)等,它们同为42 KDP型晶体的折射率椭球KDP型晶体无外加电场时,折射率椭球为扭转椭球,正在从 轴坐标系(折射率椭球从轴取晶轴沉合)中,折射率椭球方程 当晶体外加电场时,折射率椭球发生形变。通过查阅手册,能够获得KDP(42 m晶类)型晶体的线性电光系数矩阵其[ΔBi]为: 6341 41 当外加电场E取光轴标的目的平行(纵向电场)时,发生纵向线性光电效应,各场分量为E1=E2=0,E3=E,光率体方程为 平面内,相对于本来的x1 x2轴的角度都是45 正在新从轴坐标系中,折射率椭球方程变为: 外场E3后,椭球的xoy截面由圆变为椭圆,折射率椭球由扭转椭球面变为一般椭球面,KDP由单轴晶体变为双 轴晶体。 标的目的偏振的光相速度加大,而沿标的目的偏振的 光速度减小,因而 轴称为快轴, 当外加电场E取光轴标的目的垂曲时,如E1=E,E2=E3=0,光率体方程为: 新的从轴坐标中,连结原 标的目的不变,而另两个新从轴 响应三个从轴标的目的折射率别离为外加电场取KDP光轴垂曲光阴率体示企图 外场E2后,新折射率椭球的从轴是由旧从轴绕y扭转角后构成的,取外加电场成反比,但一般是一 2.外场E2后,折射率椭球由扭转椭球变为一般椭球,单轴晶体变为双轴晶体,双轴晶体的光轴标的目的之 一仍为原z轴,另一光轴位于以 轴为对称轴且和z对 称的标的目的上。 晶体的光折变效应 有些晶体正在强激光映照下,能够发生局部折射率变化,通过点电或加热的固定方式, 能够使这种改变比力长久的存正在,也能够 通过加热、强光或γ射线完全消弭,使晶体 恢回复复兴状,这种现象称为光折变效应。 光折变效应能够用电光效应阐发。 铌锂酸LiNbO3(三方晶系)的线性电光系数简化 矩阵为 2251 51 33 13 22 13 22 当外加光场垂曲于LiNbO3的极轴,气偏振标的目的取极轴标的目的分歧时,E1=E2=0,E3=E,新的光率体方程为 三个从轴的标的目的不变,但折射率别离变为 二次电光效应 线性电光效应是介质正在外电场感化下发生的取电场强度成反比的电光效应,二次电光效应则是取电场的二次方相关 的电光效应。正在具有对称核心的晶体中不存正在电光效应, 二次电光效应是次要的;而正在无对称核心的晶体中,因为 线性电光效应比二次电光效应强得多,往往忽略二次电光 效应。 二次电光效应发生的逆介电张量变化量为各分量为 EE 6662 61 26 22 21 16 12 11 由对称性,h可用66简化矩阵暗示,因而核心对称晶体的二次电光效应比力较着, 如KTaO3晶体为立方晶体,其二次电光系数张量的 简化矩阵为 6644 44 33 31 31 13 11 12 13 12 11 未加外电场时,KTaO3光率体为当外加电场取光轴垂曲时,如取x1轴标的目的分歧时,即E1=E, E2=E3=0,逆介电张量变化量为 从而新的光率体方程为 响应的从折射率别离为此时变为单轴晶体,存正在双折射 1211 光波沿z标的目的距离l后,两偏振光之间的相位差为通过检偏器输出的光强I取通过起偏器输入的光强I0之比为 当光中未插入1/4波片时,上式的φ便是电光晶体的电光延迟。由此能够 求得, 于是:称I/I0为光强透过率(%),它随外加电压的变化如图5-9所示。 5-9透过率取外加电压关系图 若是外加电压是正弦信号:则透过率为: 该式申明,一般的输出调制信号不是正弦信号,它们发 生了畸变,如图 5-9 中曲线波片,则光通过调制器后的总相位差是(π/2+φ),因而,通过检偏器输出的光强I取通过起 偏器输入的光强I0之比变为: 工做点由O移到A点。正在弱信号调制时,U