固體光學(xué)-晶體光學(xué)(編輯修改稿)
2025-06-18 19:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于 x3軸的棱鏡面上鍍上電極，當(dāng)加上電壓V3時(shí)，各塊棱鏡的感應(yīng)生軸方向如圖中所示． n n 其中： 由三塊電光晶體組成的偏轉(zhuǎn)器 當(dāng)一束線偏振光垂宜人射到棱鏡組時(shí) ， 如果 V3=0， 則光束不偏轉(zhuǎn) ， 如果 V3?0， 則光束發(fā)生偏轉(zhuǎn) 。 在第一塊和第二塊棱鏡的交界面上 ， 入射 ?1=?/2， 折射角為 ?2，有： 在第二塊和第三塊棱鏡的界面上，入射角 ?3為 所以： 在棱鏡組中，第三塊棱鏡右側(cè)界面的入射角 ?5為 最后，經(jīng)過第二三棱鏡后，光束的偏轉(zhuǎn)角為 由此可知，偏轉(zhuǎn)角隨 V3連續(xù)變化，所以可以實(shí)現(xiàn)光束的連續(xù)偏轉(zhuǎn) 在外加交變信號場 (簡稱調(diào)制信號 )作用下 ， 調(diào)制晶體的折射率也將隨著調(diào)制信號的頻率而變化 。若有一束光波通過該晶體 ， 則出射光的強(qiáng)度 (或位相 )載有調(diào)制信號的信息 ， 稱為光強(qiáng)度 (或位相 )調(diào)制 。利用晶體的電光效應(yīng)使光強(qiáng)度 (或位相 )隨電信號而變化的方法 ， 稱為電光調(diào)制 。 下面簡要介紹常用的電光強(qiáng)空 (即振幅 )調(diào)制 。 四、電光調(diào)制器 在正交偏振器之間加一個(gè) KDP晶體，為了改善性能有時(shí)在電光晶體和檢偏鏡之間插入一個(gè) ?/4波片，就構(gòu)成了電光強(qiáng)度調(diào)制器 (如上圖所示 )。沿KDP晶體 x3軸通光，并利用 ?63縱向效應(yīng)使其感應(yīng)主軸 x’1和 x’2與起偏鏡和檢偏鏡的振動(dòng)方向成 45o. 在沒有加縱向信號電壓 (Us=0)只加直流電壓 V 3時(shí) ， 得到光通過檢偏鏡的相對透過率如圖曲線 。 若在電光晶體上加一個(gè)載有傳遞信息的交變信號 電壓 (簡稱電信號 )Us，則輸出光強(qiáng)將隨著電信號 Us的大小而變化。 在光路中未加 ?/4波片時(shí)，可得到 ?63縱向效應(yīng)的位相延遲為： 出射光與入射光強(qiáng)度之比 T用下式給出： 為了改善輸出調(diào)制光的畸變現(xiàn)象，在電光晶體與檢偏鏡之伺插入一個(gè) ?/4波片，使系統(tǒng)總的位相延遲增加 ?/2，此時(shí)： 由上式繪制出的強(qiáng)度輸出曲線如圖 (b)的粗線所示 。 由此可知 ， 系統(tǒng)加進(jìn) ?/4波片后 ， 調(diào)制電壓相當(dāng)于將圖 (a)所示的電信號零軸向右移了 V?/2。 從而使工作點(diǎn)選在 (T)曲線上的線性部分 Q點(diǎn)附近 ， 輸出光強(qiáng)在T=50％ 上下波動(dòng)且與電信號成線性關(guān)系 。 也就是說輸出光波被調(diào)制成含有電信號且無失真地傳播下去 。 如果在圖中不用 ?/4波長 ， 而改為在電信 Us上疊加 U?/2直流電壓 (稱為偏壓法 )同樣可以實(shí)現(xiàn)將電光調(diào)制器的工作點(diǎn)選擇在曲線的線性部分 Q點(diǎn)附近 ． 與在系統(tǒng)中加進(jìn) ?/4波具有同樣的效果 。 二者的原理基本相同 。 晶體光學(xué) 第二部分：晶體其它非線性光學(xué)效應(yīng) 彈光效應(yīng)； 聲光效應(yīng)； 熱光效應(yīng)； 旋光效應(yīng)； 磁光效應(yīng)； 一、彈光效應(yīng) 當(dāng)光學(xué)介質(zhì)受到應(yīng)力或應(yīng)變作用時(shí) ， 介質(zhì)的折射率發(fā)生變化 ， 從而產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象稱為彈光效應(yīng)或壓光效應(yīng) 。 例如 ， 原來各向同性的光學(xué)均質(zhì)體 (立方晶系晶體或玻璃等 )受到應(yīng)力作用時(shí)會變成單軸晶或雙軸晶體 。 原來單軸晶體在應(yīng)力作用下會變成雙軸晶體 。 在只取一級效應(yīng)的情況下，機(jī)械應(yīng)力或應(yīng)變對晶體折射率的影響仍可用光率體的變化來描述： ?ijkl是應(yīng)力彈光系數(shù)， ?ijkl是應(yīng)變彈光系數(shù)。 在晶體中 ， 由于其結(jié)構(gòu)各向異性 ， 晶體的應(yīng)力和應(yīng)變都是二階張量 ， 因而胡克定律的形式較復(fù)雜 ，可寫成 則有： 其矩陣形式： 同理：應(yīng)變彈光效應(yīng) 舉例：立方晶系的彈光效應(yīng) 1． 43m、 432和 m3m晶類的彈光效應(yīng) 立方晶系的 43m、 432和 m3m晶類由原來的光學(xué)勻質(zhì)體
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