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《电光效应》PPT课件第6章晶体的感应双折射(Inducedbirefringenceincrystals)上一章讨论了双折射现象。这种双折射现象是由于晶体结构自身的各向异性决定的,称为自然双折射。当晶体受到应力、电场、磁场等外界作用,其结构发生变化时,将产生与外场作用有关的双折射现象,叫做感应双折射。由于这种感应双折射可以根据人们的意志加以控制,所以在光电子技术中获得了广泛的应用。讨论光在电场、超声场和磁场作用下的晶体中的传播规律。第6章晶体的感应双折射(Inducedbirefringenceincrystals)6.1电光效应(E...

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第6章晶体的感应双折射(Inducedbirefringenceincrystals)上一章讨论了双折射现象。这种双折射现象是由于晶体结构自身的各向异性 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 的,称为自然双折射。当晶体受到应力、电场、磁场等外界作用,其结构发生变化时,将产生与外场作用有关的双折射现象,叫做感应双折射。由于这种感应双折射可以根据人们的意志加以控制,所以在光电子技术中获得了广泛的应用。讨论光在电场、超声场和磁场作用下的晶体中的传播规律。第6章晶体的感应双折射(Inducedbirefringenceincrystals)6.1电光效应(Electro-opticeffect)当外加电场较大,足以将原子内场(3×l08V/cm)扰乱到有效程度,就可以使本来是立方晶体或单轴晶体变为双轴晶体。这种因外加电场使介质光学性质发生变化的效应,叫电光效应。6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)光在晶体中的传播规律遵从光的电磁理论,利用折射率椭球可以完整而方便地描述出表征晶体光学特性的折射率在空间各个方向的取值分布。外加电场对晶体光学持性的影响,必然会通过折射率椭球的变化反映出来。因此,可以通过晶体折射率椭球的变化来研究外电场对晶体光学特性的影响.描述晶体光学各向异性的折射率椭球在直角坐标系(O-x1x2x3)中的一般形式为x3x2x16.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)若令6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)则折射率椭球的表示式为6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)如果将没有外加电场的晶体折射率椭球记为外加电场后,晶体的感应折射率椭球记为6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)则折射率椭球的变化可很方便地用系数的变化Bij描述,上式可写成Bij是由外加电场引起的,它应与外加电场有关系。一般情况下,Bij可以表示成6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)第一项描述了Bij与Ek的线性关系,[ijk]是三阶张量,由这一项所描述的电光效应叫做线性电光效应。第二项描述了Bij与外加电场的二次关系,由这一项所描述的电光效应叫作二次电光效应。6.1.1电光效应的描述(Descriptionofelectro-opticeffect)1.线性电光系数在主轴坐标系中,无外加电场晶体的折射率椭球为外加电场后,折射率椭球发生了变化,它应表示为一般折射率椭球的形式1.线性电光系数折射率椭球的系数[Bij]是二阶对称张量,有Bij=Bji。因而[Bij]只有六个独立分量,(8)式可简化为将(9)式与(7)式进行比较可见,外加电场后,晶体折射率椭球系数[Bij]的变化为1.线性电光系数[Bij]是二阶对称张量,将下标i和j交换其值不变,可将它的二重下标简化成单个下标,其对应关系为1.线性电光系数相应的[Bij]也可简化为有六个分量的矩阵1.线性电光系数对于线性电光系数[ijk],因其前面两个下标i、j互换时,对[Bij]没有影响,也可将这两个下标简化为单个下标。线性电光效应(6)式,可以写成如下形式:1.线性电光系数相应的矩阵形式为1.线性电光系数式中的(6×3)矩阵就是线性电光系数矩阵,它描述了外加电场对晶体光学特性的线性效应。一般情况下,电光系数矩阵有18个独立元素,但是由于晶体结构对称性的限制,其独立元素数目将减少.1.线性电光系数这些晶体的电光系数矩阵的具体形式,可以查问有关 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和文献。2.几种晶体的线性电光效应1)KDP型晶体的线性电光效应KDP(KH2PO4,磷酸二氢钾)晶体是水溶液培养的一种人工晶体,在0.2~1.5m波长范围内透明度很高,且抗激光破坏阈值很高。它的主要缺点是易潮解。KDP晶体是单轴晶体,属四方晶系。属于这一类型的晶体还有ADP、KD*P等,它们同为42m晶体点群,其外形如图所示,光轴方向为x3轴方向。x2x1x31)KDP型晶体的线性电光效应a=bc===900KDP型晶体无外加电场时,折射率椭球为旋转椭球,在主轴坐标系中,折射率椭球方程为(1)KDP型晶体的感应折射率椭球式中,no,ne分别为单轴晶体的寻常光和非常光的主折射率。当晶体外加电场时,折射率椭球发生形变。可得KDP型晶体的线性电光系数矩阵,由(13)式,其[Bi]为(1)KDP型晶体的感应折射率椭球因此(1)KDP型晶体的感应折射率椭球(1)KDP型晶体的感应折射率椭球再由(l0)式、(9)式可得KDP型晶体的感应折射率椭球表示式:将(l7)式与(14)式比较可见,KDP型晶体外加电场后,感应折射率椭球方程中出现了交叉项,这说明感应折射率椭球的三个主轴不再与晶轴重合。(1)KDP型晶体的感应折射率椭球x1x2x3由(17)式还可以看出,垂直于光轴方向的电场分量所产生的电光效应只与41关,平行于光轴方向的电场分量所产生的电光效应只与63有关。(1)KDP型晶体的感应折射率椭球x1x2x3E2E3E1为了充分地运用晶体的电光效应,外加电场并非沿任意方向加到晶体上,通常不是取垂直于光轴方向,就是取平行于光轴方向。(1)KDP型晶体的感应折射率椭球x1x2x3E在未加电场时,光沿着x3方向传播不发生双折射。当平行于x3方向加电场时,感应折射率椭球的表示式为(2)外加电场平行于光轴的电光效应首先应确定感应折射率椭球的形状,也就是找出感应折射率椭球的三个主轴方向及相应的长度。(2)外加电场平行于光轴的电光效应或(2)外加电场平行于光轴的电光效应由(l9)式可以看出,这个方程的x32项相对无外加电场时的折射率椭球没有变化,说明感应折射率椭球的一个主轴与原折射率椭球的x3轴重合。假设感应折射率椭球的新主轴方向为xl、x2、x3,则由xl、x2、x3构成的坐标系可由原坐标系(O-x1x2x3)绕x3轴旋转角得到,相应的坐标变换关系为(2)外加电场平行于光轴的电光效应x1x1x2x2O(x1,x2)(x1,x2)x3x3(2)外加电场平行于光轴的电光效应将上式代入(19)式,经过整理可得:由于xl、x2、x3为感应折射率椭球的三个主轴方向,所以上式中的交叉项为零,即应有(2)外加电场平行于光轴的电光效应因为63、E3不为零,只能是所以(2)外加电场平行于光轴的电光效应感应折射率椭球的三个主轴方向为原折射率椭球的三个主轴绕x3轴旋转450得到,该转角与外加电场的大小无关,但转动方向与电场方向有关。(2)外加电场平行于光轴的电光效应x1x2x3E3x1x2x1x2x3E3x2x1(2)外加电场平行于光轴的电光效应若取=450,折射率椭球方程为或(2)外加电场平行于光轴的电光效应或写成该方程是双轴晶体折射率椭球的方程式。KDP型晶体在外加电场E3后,由原来的单轴晶体变成了双轴晶体。其折射率椭球与x1Ox2面的交线由原来的r=no的圆,变成现在的主轴在450方向上的椭圆。(2)外加电场平行于光轴的电光效应x1x2x1x2n0n1n2O450E=0时的圆截面E=E3时的椭圆截面x3x3现在进一步确定感应折射率椭球的三个主折射率:首先,将(22)式变换为(2)外加电场平行于光轴的电光效应因为63的数量级是10-10cm/V,E3的数量级是104V/cm,所以63E3<<1,故可利用幂级数展开,并只取前两项的关系,将上式变换成(2)外加电场平行于光轴的电光效应由此得到感应折射率椭球的三个主折射率为(2)外加电场平行于光轴的电光效应(2)外加电场平行于光轴的电光效应①单轴晶体变成了双轴晶体②三个主折射率的变化如下:在外加电场平行于x3轴(光轴),而光也沿x3(x3)轴方向传播时,由63贡献的电光效应,叫63的纵向运用.①光沿x3方向传播x3x1x2E3光x1x2x3相应的两个特许偏振分量的振动方向分别平行于感应折射率椭球的两个主轴方向(x1和x2),这两个偏振光在晶体中以不同的折射率沿x3轴传播。①光沿x3方向传播当它们通过长度为d的晶体后,其间相位差由折射率差决定,为①光沿x3方向传播Ed恰为晶片上的外加电压U,故上式可表示为①光沿x3方向传播通常把这种由外加电压引起的二偏振分量间的相位差叫做“电光延迟”。①光沿x3方向传播63纵向运用所引起的电光延迟正比于外加电压,与晶片厚度d无关。当电光延迟=时,相应的外加电压叫半波电压,以U或U/2表示。①光沿x3方向传播它只与 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 特性和波长有关,在实际应用中,它是表征晶体电光效应特性的一个很重要的物理参量。由(29)式可以求得半波电压为光沿x2(或x1)轴方向传播时,63贡献的电光效应叫63的横向运用。这种工作方式通常对晶体采取450—x3切割,晶片的长和宽与x1、x2轴成450方向。②光沿x2(或x1)方向传播ldx2x2x1x1x3,x3光E3(001)(110)光沿晶体的[110]方向传播,晶体在电场方向上的厚度为d,在传播方向上的长度为l。ldx2x2x1x1x3,x3光E3(001)(110)②光沿x2(或x1)方向传播x3晶面指标是用三个互质整数来表示x1x2(110)(001)②光沿x2(或x1)方向传播光沿感应折射率椭球的主轴方向x2传播时,相应的两个特许线偏振光的折射率为nl和n3。x3x1x2E3光x1x2x3②光沿x2(或x1)方向传播该二光由晶片射出时的相位差为②光沿x2(或x1)方向传播等号右边第一项表示由自然双折射造成的相位差;第二项表示由线性电光效应引起的相位差。与63纵向运用相比,63横向运用有两个特点:1)电光延迟与晶体的长厚比l/d有关,因此可以通过控制晶体的长厚比来降低半波电压。与63纵向运用相比,63横向运用有两个特点:2)横向运用中存在着自然双折射作用。由于自然双折射受温度的影响严重,所以对相位差的稳定性影响很大。实验表明,KDP晶体的(no-ne)/T~1.110-5/℃,对于0.6328m的激光通过30mm的KDP晶体,在温度变化l℃时,将产生约1.1的附加相位差。②光沿x2(或x1)方向传播为了克服这个缺点,在横向运用时,一般均需采取补偿 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。经常采用两种办法:其一,用两块制作完全相同的晶体,使之900排列,即使一块晶体的x1和x3轴方向分别与另一块晶体的x3和x1轴平行,如图所示:x3E3x3E3②光沿x2(或x1)方向传播E3lE3x3x2x1x1x2x3光传播方向d其二,使一块晶体的x1和x3分别与另一种晶体的x1和x3反向平行排列,在中间放置一块l/2波片。x2E3E3x3x2x1x1x3½波片x3E3x3E3②光沿x2(或x1)方向传播2就补偿原理而言,这两种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 相同,都是使第一块晶体中的o光进入第二块晶体变成e光,第一块晶体中的e光进入第二块晶体变为o光,而且二晶体长度和温度环境相同。②光沿x2(或x1)方向传播所以,由自然双折射和温度变化引起的相位差相互抵消。由第二块晶体射出的两光束间,只存在由电光效应引起的相位差:②光沿x2(或x1)方向传播相应的半波电压为与(30)式进行比较有②光沿x2(或x1)方向传播横向运用时的半波电压一般均比纵向运用时低,通过改变晶体的长厚比,可以降低横向运用的半波电压。②光沿x2(或x1)方向传播但由于横向运用必须采取补偿措施,结构复杂,对两块晶体的加工精度要求很高,所以,一般只有在特别需要较低半波电压的场合才采用。
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