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电光效应

发布时间:2016-06-17 15:33:18点击率:

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当加到介质上的电场大到足以将原子内场(10^8V/cm量级)扰乱到有效程度,就可以使本来是各向同性的介质产生双折射、本来是各向异性的晶体其双折射特性发生变化。因为这种特性的变化是由于外加电场而产生的效应,所以称为电光效应(Electro-optic Effect)。

电光效应包括泡克耳斯效应和克尔效应。

泡克耳斯效应(Pockels Effect)又称线性电光效应,由德国物理学家泡克耳斯于1893年发现,在泡克耳斯效应下,材料折射率变化与所加电场强度的一次方成正比。有些晶体在纵向电场(电场方向与光的传播方向一致)作用下会改变其各向异性性质,产生附加的双折射效应。例如把KDP(磷酸二氢钾)晶体放置在两块平行的导电玻璃之间,导电玻璃板构成能产生电场的电容器两极,晶体的光轴与电容器极板的法线平行,入射光沿晶体光轴入射并用两正交的偏振片分别置于晶体两端以观察通光状况。不加电场时,入射光在晶体内不发生双折射,光不能通过检偏器。加电场后,晶体感生双折射,双折射特性发生变化,有一部分光耦合到正交的方向上去,这部分光能通过检偏器。泡克耳斯效应与所加电场强度的一次方成正比。大多数压电晶体都能产生泡克耳斯效应。泡克耳斯效应常用于光闸、激光器的Q开关和光波调制等。

克尔效应(Kerr Effect)又称二次电光效应,由英国物理学家J。克尔于1875年发现,在克尔效应下,材料折射率变化与所加电场强度的二次方成正比。介质在强电场作用下具有双折射特性或双折射特性改变的现象,称克尔效应。自然界中多种液体和气体都能产生克尔效应。在电场作用下,主折射率之差与电场强度的平方成正比。电场改变时(与上述泡克耳斯效应的观测方法类似),通过检偏器的光强跟着变化,故克尔效应可用来对光波进行调制。克尔效应的响应速度达到1ns量级,这种迅速动作的性质可用来制造几乎无惯性的光开关如光闸,在高速摄影、光速测量和激光技术中具有重要应用。

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