3.6 电光效应光折变效应非线性光学效应

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1、3材料的光学性能3.1光传播的基本性质3.2光的反射和折射3.3材料对光的吸收和色散3.4光的散射3.5材料的不透明性和半透明性3.6电光效应、光折变效应、非线型光学效应3.7光的传输与光纤材料3.8特种光学材料及其应用www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体(1)电光效应(electro-opticaleffect)由于外加电场所引起的材料折射率的变化效应。电场与折射率的关系：02n=n+

2、aE+bE+L00泡克尔斯效应克尔电光效应n0：没有加电场E时介质的折射率0a,b：常数www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体(a)泡克尔斯效应(Pockelseffect)1893年在没有对称中心的晶体中，外加电场与折射率的关系具有一次电光效应。三轴椭球光折射率体旋转椭球折射率体（双轴晶体）13Δn=nrEr：电光陶瓷的电光系数cc2www.themegallery.comMateria

3、lsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体透电光晶体：KDP压明透电电明偏振片：P⊥P晶12极电体极电场∥光传播方向ΚD光沿光轴方向传播P不加电场不加电场偏振片1偏振片2PP2不透光不透光2www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体透电光晶体：KDP压明透电电明偏振片：P⊥P晶12极电体极电场∥光传播方向ΚDP光沿光轴方向传播加电场加电场偏

4、振片1原光轴方向附加原光轴方向附加偏振片2双折射效应，双折射效应，PP22透光透光www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体(b)克尔效应(Kerreffect)1875年在有对称中心的晶体中，在加强电场的作用下，介质分子作定向排列而呈现出各向异性，其光学性质与单轴晶体类似；外电场一旦撤除，这种各向异性立即消失。2Δn=kλEk：电光克尔常数www.themegallery.comMateri

5、alsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体电光材料：硝基苯偏振片：P⊥P12光沿光轴方向传播电场⊥光传播方向偏振片1不加电场不加电场偏振片2PP不透光2不透光2www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体电光晶体：硝基苯偏振片：P⊥P12光沿光轴方向传播电场⊥光传播方向加电场加电场偏振片1液体呈单轴晶体性液体呈单轴晶体性质，光轴∥质，光轴∥

6、E,PE,P2偏振片22透光透光www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应(2)电光晶体(electro-opticalcrystal)及其应用电光材料的要求：1.在使用波长范围内对光的吸收、散射要好。2.电光系数和折射率要大3.折射率随温度变化不能太大4.电阻率大而介电损耗角小线性电光材料常用参量：半波电压Vπ所加电压使诱发的寻常光和非常光的相位差达到180ο时的电压值。www.themegallery.comMate

7、rialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体(2)电光晶体(electro-opticalcrystal)及其应用磷酸二氢钾(KHPO),磷酸二氢24氨(NHHPO),LiNbO,BaTiO和42433PbLa(ZrTi)O1-xxy1-y1-x/43www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体www.themegallery.comMa

8、terialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.1电光效应及电光晶体(2)电光晶体(electro-opticalcrystal)及其应用应用：电光调制器，高速开关，眼睛防护器，颜色过滤器等M-Z型电光强度调制器www.themegallery.comMaterialsPhysicsLOGO3.6电光效应、光折变效应、非线性光学效应3.6.2光折变效应(1)现象和特点20世纪60年代，LiNbO晶体在强激光照射下出3现可擦除的“光