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1、第第四四章章 介介质的感的感应双折射双折射1 电光效光效应介质因受力而引起的折射率变化,称为弹光效应;因电场而引起的折射率变化,称为电光效应;因磁场而引起的折射率变化,称为磁光效应1 电光效光效应介质介质电场电场E E扰乱原子内场扰乱原子内场介质的折射率介质的折射率晶体的折射率椭球晶体的折射率椭球的主轴的主轴单轴晶体变单轴晶体变成双轴晶体成双轴晶体因外加电场使介质光学性质发生变化的效应称为电光效应一一 电场对晶体光学性质的影响电场对晶体光学性质的影响D-E的关可能不是直线,是非线性关系 线性介电常数(不是真空中的介电常数)描述介电常数非线性常数 的微小变化折射率n的微小变化干涉法高度干涉法高度
2、精确地测量精确地测量有限大小的电场所引起的介电常数的改变,尽管数值并不大,但有重要理论意义和实用价值明显的光学效应外加电场所引起的折射率变化与电场强度E的一次方成正比,这种电光效应称为线性电光效应或泡克尔效应,也称为一级电光效应某些晶体和许多各向同性的固体、液体或气体,外加电场所引起的折射率变化与电场强度E的二次方成正比,与光波波长 成正比,这种电光效应称为二次非线性电光效应或克尔效应砷化镓、铌酸锂、铌酸锶钡、磷酸二氢钾、氧化亚铜水水确定折射率椭球的大小、确定折射率椭球的大小、形状和方位的变化形状和方位的变化线性电光系数(泡克尔系数)二次电光系数(克尔系数)线性光电效应独立分量只有6个在主轴化
3、和未加电场的情况下 在外加电场后,系数B在外加电场后晶体折射率椭球对于具有反转对称或中心对称的晶体不存在线性电光效应,因此,这类晶体的线性电光张量中的每一个元素恒为零二二 KDPKDP晶体的线性电光效应晶体的线性电光效应磷酸二氢钾抗激光破坏阈值很高人工晶体、容易长成大块晶体缺点:是易潮解透光范围优点:多对称结构,在没有加外电场时在加外电场时外加到晶体光轴方向的电场变化,不影响新的折射率椭球的主轴方向,但影响各个主轴方向的主折射率()()晶体的纵向泡克尔效应晶体的纵向泡克尔效应所加的电压有关,而与晶体的长度无关结果合成什么光?使晶体电光延迟所产生的相位差等于所需的电压一个半波片所起的作用完全相同,半波电压因此而得名在实际应用中,一般都用几段晶体串接起来使用,即在光学上是串联的,在电学上是并联的,这样就可以将半波电压降到原来的几分之一。当改变电压时,输出的光强度也随之改变。利用电光晶体的这种特性可做成电光开关、电光调制器等如何降低半波电压?()()晶体的横向泡克尔效应晶体的横向泡克尔效应就可以大大降低半波电压,这是横向电光效应的一个重要优点在无对称中心的20种晶类中,二次电光效应比一次电光效应小很多,通常可不考虑。在有对称中心的晶体中,只有二次电光效应,而我们感兴趣的只是其中的立方晶系晶体,因为这类晶体在无外电场时,光学上是各向同性的,在应用上有重要性。