電光效應及其應用ppt課件-免費閱讀
【正文】 例如，在激光系統(tǒng)中，為了避免光路中各光學界面的反射光對激光源產(chǎn)生干擾，可以利用法拉第效應制成光隔離器，只允許光從一個方向通過，而不允許反向通過。84圖 522 法拉第效應 85 后來，維爾德 (Verdet)對法拉第效應進行了仔細的研究，發(fā)現(xiàn)光振動平面轉過的角度與光在物質(zhì)中通過的長度l和磁感應強度 B成正比，即：θ =VBl 式中， V是與物質(zhì)性質(zhì)有關的常數(shù)，叫維爾德常數(shù)。 在右旋晶體中，右旋圓偏振光的傳播速度較快， vR vL (或者 nR nL)； 在左旋晶體中，左旋圓偏振光的傳播速度較快， vL vR (或者 nL nR) 。在實際應用中 ,可以根據(jù)光振動方向轉過的角度 ,確定該溶液的濃度。73 實驗證明，一定波長的線偏振光通過旋光介質(zhì)時，光振動方向轉過的角度 θ 與在該介質(zhì)中通過的距離 l成正比， θ =αl ?比例系數(shù) α 表征了該介質(zhì)的旋光本領，稱為旋光率，它與光波長、介質(zhì)的性質(zhì)及溫度有關。相應各級衍射光的頻率為 ω+mΩ ，即衍射光相對入射光有一個多普勒頻移。 當光通過有超聲波作用的介質(zhì)時，相位就要受到調(diào)制，其結果如同它通過一個衍射光柵，光柵間距等于聲波波長，光束通過這個光柵時就要產(chǎn)生衍射 ,這就是通常觀察到的聲光效應。在這種情況下，介質(zhì)之中就會產(chǎn)生彈性應力和彈性形變；與之相應，介質(zhì)的光學性質(zhì)也會發(fā)生改變。 53 ? 與通常采用的機械轉鏡式光束偏轉技術相比，電光偏轉技術具有高速、高穩(wěn)定性的特點，因此在光束掃描、光計算等應用中，倍受重視。圖 58 是一種典型的電光強度調(diào)制器示意圖，電光晶體 (例如 KDP晶體 )放在一對正交偏振器之間，對晶體實行縱向運用，則加電場后的晶體感應主軸 x1′ 、 x2′ 方向，相對晶軸 x x2方向旋轉 45176。 45 晶體的二次電光效應 實驗證明，自然界有許多光學各向同性的固體、液體和氣體在強電場 (電場方向與光傳播方向垂直 )作用下會變成各向異性，而且電場引起的雙折射和電場強度的平方成正比， 這就是眾所周知的 克爾效應，或稱為二次電光效應 。這只需在上式中令 x3=0 即可。37 LiNbO3型晶體加上電場 E3后，由于 x3軸仍為光軸，所以其 縱向運用沒有電光延遲 。由于自然雙折射 (晶體的主折射率 no、 ne)受溫度的影響嚴重，所以對相位差的穩(wěn)定性影響很大。25 ② .光沿 x2′( 或 x1′) 方向傳播 當外加電壓平行于 x3′ 軸方向，光沿 x2′( 或 x1′) 軸方向傳播時， γ 63貢獻的電光效應叫 γ 63的 橫向運用 。 方向上的橢圓，如圖 52 所示。 假設感應折射率橢球的新主軸方向為 ， 則由 構成的坐標系可由原坐標系 (Ox1x2x3)繞 x3軸旋轉 α 角得到：19 因為 γ 6 E3不為零，只能是： cos（ 2α ） sin（ 2α ） =0??所以： α =177。 ? KDP晶體是單軸晶體，屬四方晶系。 ? 由空間解析幾何理論，描述晶體光學各向異性的折射率橢球在直角坐標系 (Ox1x2x3)中的一般形式為：7若令：則折射率橢球的表示式為：如果將沒有外加電場的晶體折射率橢球記為：則外加電場后，晶體的感應折射率橢球可記為： 8 則折射率橢球的變化，可以很方便地用系數(shù)的變化 Δ Bij 描述，上式可寫成 ： 在這里，僅考慮 Δ Bij是由外加電場引起的，它應與外加電場有關系。又叫晶體的感應各向異性。2Contentsn 電光效應n 聲光效應n 磁光效應（法拉第效應）3 電光效應 電光效應的描述 晶體的線性電光效應 晶體的二次電光效應 晶體電光效應的應用舉例 4 電光效應的描述 各向同性的、均勻的、線性的、穩(wěn)定光學介質(zhì)，在不受任何外電場作用時，其光學性質(zhì)是穩(wěn)定的。一般情況下， Δ Bij可以表示成 ： 上式中，等號右邊第一項描述了 Δ Bij與 Ek的線性關系， ［ ］是三階張量，稱為 線性電光系數(shù)線性電光系數(shù) ，由這一項所描述的電光效應叫做 線性電光效應， 或普克爾 (Pockels)效應；等號右邊第二項描述了 Δ Bij與外加電場的二次關系，［ hijpq］ 是四階張量，稱為二次非線性電光系數(shù)，由這一項所描述的電光效應叫作 二次電光效應，或克爾 (Kerr)效應 。屬于這一類型的晶體還有 ADP(磷酸二氫氨 )、 KD*P(磷酸二氘鉀 )等，它們同為42 m晶體點群，其外形如圖 51所示，光軸方向為 x3軸方向。45176。21圖 52 折射率橢球與 x1Ox2面的交線 22 ① .光沿 x3′ 方向傳播 在外加電場平行于 x3軸 (光軸 )，而光也沿x3(x3′) 軸方向傳播時，由 γ 63貢獻的電光效應，叫 γ 63的縱向運用 。這種工作方式通常對晶體采取 45176。 29 經(jīng)比較得到： 顯然，橫向運用時的半波電壓一般均比縱向運用時低，通過改變晶體的長厚比，可以降低橫向運用的半波電壓。但 可以橫向運用 ，即光波沿垂直 x3軸的方向傳播。 由此可得截線方程為：這是一個橢圓方程。克爾效應可以存在于所有電介質(zhì)中，某些極性液體 (如硝基苯 )和鐵電晶體的克爾效應很大。 ，并與起偏器的偏振軸 P1成 45176。 為了說明電光偏轉原理，首
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1