固體光學晶體光學ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 12:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 p?p?二波耦合光路 當 IRIS時，增益系數(shù) ??????????（無泵浦光）（有泵浦光）22ln1IILHeNe激光器 分束器 +C軸 反射鏡 反射鏡 晶體 I S I R 2q 快門 可調(diào)衰減器 功率計 光學性質(zhì)測量 光折變性質(zhì) (測試光路 ) 假設光柵已經(jīng)建立，以再現(xiàn)光讀出光柵，則衍射效率定義為 )0(/)( rs ILI??Ir(L)和 Is(0)分別是衍射光和讀出光的強度 當?shù)裙鈴姷?R光和 S光在晶體中寫入光柵后，關掉其中一束，寫入的光柵便會被擦除。在擦除過程中，擦除光與它的衍射光在晶體內(nèi)發(fā)生干涉，從而寫入新光柵，新舊光柵之間的相互作用將影響擦除速率。 判斷光激載流子類型的方法為，在上面的光路中，如果 R光比 S光擦除得慢，則說明能量由 R光轉(zhuǎn)移到 S光，能量轉(zhuǎn)移方向與晶體光軸方向相同，這時光激載流子以空穴為主；如果 S光比 R光擦除得慢，則說明能量由 S光轉(zhuǎn)移到 R光，能量轉(zhuǎn)移方向與晶體光軸方向相反，這時光激載流子以電子為主。 光學性質(zhì)測量 光折變性質(zhì) (光激載流子 ) Staebler et al, J. Appl. Phys. 43(3) (1972) 1042 寫入光柵的過程中，衍射再現(xiàn)的信號光強按照公式 A(1exp(t/tr))進行擬合；擦除過程中，則按照公式 Bexp(t/te)進行擬合，這里的 A和 B為常量， tr和 te分別是光柵寫入和擦除時間。 光學性質(zhì)測量 光折變性質(zhì) (響應時間 ) 0 5 10 15 20 25 Diffraction intensity (a.u.)Tim e ( s e c o n d )某晶體折射率光柵寫入和擦除過程中衍射光強度隨時間變化關系 C. Yang et al, Appl. Phys. Lett. 74(10) (1999) 1385 ?=[Asinq/?1?B?2sin2q?](cos2qi/cosqi) 23208() Be f fn k TAke qp d??? d q ???? 00s in44 e f f p e a kBNk eBkT? ? qp p ? ?? ? ?00 0 0 0 01 phdd Re Ihc??? ? t a??t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?晶體的增益系數(shù) ?與晶體外光束夾角 2q的關系 光柵形成速率 1/t與總光強 I0的關系 光學性質(zhì)測量 光折變性質(zhì) (常用公式 ) cos2qi/cosqi值變化較小，通常小于 8%， 進行理論擬合時可以忽略此項。為簡化數(shù)據(jù)分析，通常假定 電子和空穴的競爭因子 ?(K)與波矢 K無關。 25 介電常數(shù)的測量 在電場作用下 ， 電位移矢量 D隨電場強度 E的變化關系為 Di=?0?ijEj， 式中 ?ij稱為介電常數(shù) 。 影響介電常數(shù)的因素很多 ， 如外電場的頻率 、 電場強度 、 溫度等 。 在人們研究介電材料的介電性與上述各影響因素關系的同時 ， 發(fā)展了很多種測量介電常數(shù)的方法 ，下圖給出了適用于不同頻率范圍的測量方法 。 介電常數(shù)的測量及其頻率范圍 26 對介電常數(shù)的測量 ， 一般通過測量電介質(zhì)的電容量來實現(xiàn) 。 對于足夠大的平行平板電介質(zhì)電容器 ，其電容可表示為： 式中 ?0是真空介電常數(shù) ， ?是垂直于極板方向上的相 對介電常數(shù)； A為電極面積； d為電極板間距 ， 即電 介質(zhì)的厚度 。 在測量 C時，由于測量引線相夾具存在一恒電容 Co并與 C相并聯(lián)，因此實際測得的電容量 C測 應為： 27 頻率較低時 ， 測量電容的工作可由電橋來完成 。 利用不同結構的電橋 ， 可以覆蓋從 150MHz的頻率范圍 。 上式的適用頻率為 1kHz。 當頻率高于 10MHz時 ， 用電橋法測量介電常數(shù)的精度較低 ， 這是因為高頻會使雜散電容增加 ， 因此在10MHz至 100MHz的范圍 ， 通常使用諧振法 。 28 諧振法測量電容量的原理如圖所示，由標準電感Ls和待測晶體電容 C測 組成振蕩回路與高頻傳號發(fā)生器相耦合，調(diào)節(jié)頻率使 LC回路諧振，電壓表指示值為最大，被測電容為 : 29 晶體電光效應的研究 介紹與一次電光效應有關的電光系數(shù)、半波電壓和消光比的測試方法。 加電場以后，折射率橢球變?yōu)? 30 KDP類晶體的電光系數(shù)與半波電壓的關系 ?63的縱向效應引起的位相差為： 補償?shù)魷囟鹊挠绊? 31 如果晶體處于自由狀態(tài) ， 由于反壓電效應和電致伸縮效應 ， 外電場會引起晶體的應變 ， 所以 ， 在這種情況下測得的電光系數(shù)已經(jīng)包括了彈光效應的影響 ，稱為自由電光系數(shù) (?Tijk)， 它與真電光系數(shù) ?Sijk， (即應變等于零時的電光系數(shù) )的關系為 : 消光比是退偏度 (當線偏振光退化為橢圓偏振光時其長 、 短軸之比稱為退偏度 )的倒數(shù) ， 它反映了晶體的光學質(zhì)量 。 消光比定義為正交偏振干涉中晶體的最大透過光強與最小透過光強 32 實際測量時，可不斷地改變外加電壓，記錄光強相應的變化，作出 I— V曲線。曲線的峰值處所對應的電壓即為半波電壓 Vn. 一 . 光學性質(zhì)測量 1. 折射率 2. 光學透過性 3. 電光性能 4. 光折變性質(zhì)、 二 . 鐵電性質(zhì)－電滯回線測
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