《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光波在电光晶体中的传播.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光波在电光晶体中的传播.pptx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、光波在电光晶体中的传播光光垂直垂直入射，产生入射，产生o,e光，光，但速率（折射率）不同，但速率（折射率）不同，经过厚度经过厚度d后后o,e光的相差：光的相差：波晶片波晶片平行晶体薄片，光轴平行于前后表面平行晶体薄片，光轴平行于前后表面注：注：晶片的快晶片的快(慢慢)轴：轴：表表示示沿该方向振动沿该方向振动的光的传的光的传播速度大播速度大(小小)。方解石。方解石(负负晶晶)的快轴沿光轴方向，即的快轴沿光轴方向，即e光为快光光为快光,石英石英(正晶正晶)则则相反相反.zy-xz,快轴快轴x，慢轴慢轴k yo光光e光光负晶负晶片片：nenoneno光波在电光晶体中的传播 2)半波片半波片(/2波片
2、波片)选择一定的材料和特定的厚度选择一定的材料和特定的厚度,对特定波长对特定波长 c,可制成可制成几种几种常用的常用的波晶片波晶片:1)四分之一波片四分之一波片(/4波片波片)zy-xv 波晶片对偏振态的影响波晶片对偏振态的影响z(光轴光轴)-x1)/4波片：波片：线偏线偏正椭圆正椭圆(圆圆)1/4波片波片00,900=450zy-x =/2线偏线偏线偏线偏1/2波片波片(一三象限一三象限)(二四象限二四象限)zy-x 2)/2波片：波片：=z(光轴光轴)-x给给晶体施加电场后，晶体施加电场后，xyz不一定是介电主轴，折射不一定是介电主轴，折射率椭球可能出现交叉项：率椭球可能出现交叉项：未加外
3、电场时，主轴坐标系中，晶体折射率椭球方程未加外电场时，主轴坐标系中，晶体折射率椭球方程:各系数各系数(1/n2)的变化量与电场强度的各个分量有关：的变化量与电场强度的各个分量有关：式中式中 ij称为线性电光系数；称为线性电光系数；i取值取值1，6；j取值取值1,2,3。矩阵形式矩阵形式:KDP晶体晶体(KH2PO4)是单是单轴负晶体轴负晶体,电光张量为：电光张量为：由（由（2-20）得）得：未加外电场时未加外电场时折射率椭球方程折射率椭球方程外加电场时外加电场时折射率椭球折射率椭球方程：方程：(2-21)即即:(2-17)绕绕Z轴旋转轴旋转=450（P.60），消去），消去xy交叉项得新的主交
4、叉项得新的主轴坐标系轴坐标系x y z 中正椭球方程：中正椭球方程：实实际际应应用用中中，电电光光晶晶体体总总是是沿沿着着某某些些特特殊殊方方向向切切割割而而成成的的，而而且且外外电电场场也也是是沿沿着着某某一一主主轴轴方方向向加加到到晶晶体体上上，令令外外加加电电场场的的方方向向平平行行于于z轴轴，即即Ez=E，Ex=Ey=0，于于是有是有:这时这时xy不是椭不是椭球的对称轴球的对称轴于是：新的主轴坐标系于是：新的主轴坐标系x y z 中正椭球方程（中正椭球方程（2-35）可写成：可写成：45yyxx结论：结论：1)给给KDP晶体施加电场晶体施加电场EZ 后，折射率椭球的主后，折射率椭球的主轴绕轴绕z轴旋转了轴旋转了45 角。新主轴角。新主轴x 方向折射率方向折射率nx 比原比原来的折射率来的折射率n0有所减小，有所减小，y 方向折射率方向折射率ny 比原来折射比原来折射率率n0有所增大，折射率变化与电场成正比有所增大，折射率变化与电场成正比(线性电光效线性电光效应应)，于是折射率椭球由旋转椭球变为一般椭球面，于是折射率椭球由旋转椭球变为一般椭球面，KDP由单轴晶体变为双轴晶体由单轴晶体变为双轴晶体(nx ny no)。45yyxx