線性電光效應(yīng)

1、線性電光效應(yīng)1主要內(nèi)容1.光波在晶體中傳播特性的幾何法描述2.KDP的線性電光效應(yīng)3.線性電光效應(yīng)的一些應(yīng)用21.光波在晶體中傳播特性的幾何法描述31.光波在晶體中傳播特性的幾何法描述42.線性電光效應(yīng)52.線性電光效應(yīng)假設(shè)沒有外加電場(chǎng)時(shí)折射率橢球?yàn)榧恿送怆妶?chǎng)后，晶體的感應(yīng)折射率橢球表示為若折射率橢球的變化可以用系數(shù)的變化 描述，則上式可以寫為僅考慮 是由外加電場(chǎng)引起的，它應(yīng)該和外加電場(chǎng)有關(guān)系 可以表示為： 第一項(xiàng)表示 與 的線性關(guān)系， 是三階張量，稱為線性電光系數(shù)，第一項(xiàng)描述的電光效應(yīng)稱為線性電光效應(yīng)。而第二項(xiàng)則描述了 與外加電場(chǎng)的二次關(guān)系，此項(xiàng)描述的光電效應(yīng)稱為二次光電效應(yīng)，或者稱為克爾效

2、應(yīng)。62.線性電光效應(yīng)2.2 定義 線性電光效應(yīng)也叫做普克爾效應(yīng)。當(dāng)沒有反演中心的晶體受到直流電場(chǎng)或者低頻電場(chǎng)作用時(shí)，其折射率發(fā)生與外加電場(chǎng)成線性關(guān)系的變化。當(dāng)然，這里所說的低頻電場(chǎng)是與光頻相比較而言的。 線性電光效應(yīng)是一種特殊的二階非線性光學(xué)效應(yīng)。在這種情形下，作用于介質(zhì)的兩個(gè)電場(chǎng)，一個(gè)是光電場(chǎng)，另一個(gè)是低頻電場(chǎng)或直流電場(chǎng)，在這兩個(gè)電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生了二階非線性極化。72.線性電光效應(yīng)82.線性電光效應(yīng)92.線性電光效應(yīng)所以，由此，可得KDP型晶體的感應(yīng)折射率橢球表示式：102.線性電光效應(yīng)112.線性電光效應(yīng)122.線性電光效應(yīng)132.線性電光效應(yīng)142.線性電光效應(yīng)與縱向運(yùn)用相比，橫向運(yùn)用

3、有兩個(gè)特點(diǎn)：電光延遲與晶體的長(zhǎng)厚比l/d有關(guān)，因此可以通過控制晶體的長(zhǎng)厚比來降低半波電壓。橫向運(yùn)用運(yùn)用中存在自然雙折射作用。而自然雙折射受溫度的影響很大，故對(duì)相位差的穩(wěn)定性影響很大。所以采取補(bǔ)償如下措施。152.線性電光效應(yīng)就補(bǔ)償原理而言，這兩種方法相同，都是使第一塊晶體中的o光進(jìn)入第二塊晶體變成e光，第一塊晶體中的e光進(jìn)入第二塊晶體變?yōu)閛光，而且二晶體長(zhǎng)度和溫度環(huán)境相同，所以, 由自然雙折射和溫度變化引起的相位差相互抵消。因此，由第二塊晶體射出的兩光束間，只存在由電光效應(yīng)引起的相位差相應(yīng)的半波電壓為顯然，16顯然，橫向運(yùn)用時(shí)的半波電壓一般均比縱向運(yùn)用時(shí)低，通過改變晶體的長(zhǎng)厚比，可以降低橫向運(yùn)用的半波電壓。但由于橫向運(yùn)用必須采取補(bǔ)償措施，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)兩塊晶體的加工精度要求很高，所以，一般只有在特別需要較低半波電壓的場(chǎng)合才采用。173線性電光效應(yīng)的應(yīng)用3.1 電光調(diào)制根據(jù)上述分析，在外電場(chǎng)作用下的電光晶體相當(dāng)于一個(gè)受電壓控制的波片，改變外加電場(chǎng)，既可以改變兩個(gè)偏振光的電光延遲，從而改變輸出光的偏振狀態(tài)。183線性電光效應(yīng)的應(yīng)用193線性電光效應(yīng)的應(yīng)用3.2 電光偏轉(zhuǎn)電光偏轉(zhuǎn)技術(shù)具有高速，高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，所以在光束掃描和光中應(yīng)用廣泛。(1)光束通過光楔的偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)