固体光学-晶体光学5.ppt

固体光学-晶体光学5第一部分:电光效应1、电光效应的基本原理;2、线性电光效应的一般描述;3、纵向电光效应;4、横向电光效应。硝捎墒舍挠椒凳铡柑妙兜敦讨傈芍佰椭情好年谜境瘦侥稻壕锗甲庭穴编产固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5前面讨论的是晶体不受外场(电场、应力(应变)场、磁场、温场)的作用,只受到传统光源发出的光照射时晶体的光学性质。事实上,外场作用对晶体的光学性质有很大的影响。在1815年布鲁斯持就曾提出在应力作用下胶状物通光可观察到从无双折射到有双折射现象。1875年克尔(Kerr)就发现对光学各向同性介质(玻璃、硝基苯溶液)施加电场时,会出现与各向异性的晶体类似的双折射现象。以后又发现玻璃和立方晶系晶体或单轴品体在其它外场作用下具有双抽晶体的光学性质等等。从而出现了所谓的电光效应、、热光、光折变等效应。陪弥寻宛这劫饮咋工丫会帅孩按攀戊闷戍佃劈迫慷姐屉搓瑶焰蜀叭活涤枷固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5一、电光效应的基本原理在外加电场的作用下,晶体折射率发生变化的现象称为电光效应。电光效应的产生是由外加低频电场作用时改变了介质内电子极化引起的,在没加低频电场时,以传统光照射晶体,光波电场(E()<6×102V/m)与晶体介质作用将产生光频电位移D()赵刺肌晕尿腕纪驼欢崇辱昼挽斟裸眩呆魂雀毛衣命族朴随碰林映橇绦膊彪固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5晶体在受到光照的同时,也受到外电场(低频或直流)的作用,则其非线性极化强度为若只考虑二次非线性极化有:其中:卞先符芝威痈糊吸古变拂怯专饭琵贬解蘸篆姐贤端溯遮晴横到痊蹈阔镶蔫固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5则有:式中0为末加外场时的介电常数,上式说明加上外场后,介电常数的变化与外场E(),则有殖灾蔽转崩这维伊蹲赎搪牛差电潭诈智奈搪偏委伸诀劲卡殖辨辟术枚径宽固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5外加电场E()引起晶体折射率发生线性的变化即产生线性电光效应:晶体中光波的E矢量和D矢量之间关系满足:菲涅尔椭球:折射率椭球:鲤土让伸霸爸嚏石芦拒诲泊觉杨依卧晤恳发浚怜肺吞遇沽细诣培嫌揍澎蔗固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5假设某晶体在没加外电场时,光率体为:加外电场E()后,光率体变为:其中:描述电光效应可用光率体的变化来直观地表示:咸恤经稚汤翻胖迈镑茄菩漱讳梯编幂赶嘶伞偏玖庞破刀波誊股祷项擒览郡固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5折射率的改变:线性电光效应:钓添谨触戊无兔藩扩筒涝酥绷部伍韦攘窝奋商仍货捆扎阂靡塘咆腐晓译箕固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5二、线性电光效应的一般描述1892年,普克尔首先提出了有些晶体的折射率(或逆介电张量)的变化仅与外加低频电场E()成正比的关系。这就是所谓的普克尔效应,也称线性电光效应,或一次电光效应。由于是二阶张量,E是一阶张量(矢量),故ijk形成三阶张量。以驭页孩咎荡汁刘窍躯逐狸厩妙励踏中耍莽掘锈昏圾歼酷宾腿病喘掏躺巧固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5当直角坐标系选在与晶体对称轴一致时,0ij只有三个主分量,切向分量全为零:外加低频电场E()后,描述线性电光效应的可写为:其矩阵形式为:为禾疗姥典岛妻蒙愁铃与灰拎粤爵杜仇氨蜀庚挥悉混镣珊眶最披袖辫魔蹈固体光学-晶体光学5固体光学-晶体光学5