《大二物理实验报告》晶体的电光效应

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1、晶体的电光效应学号：37073112姓名：蔡正阳日期：2009年4月23日五、数据处理1•研究LN单轴晶体的干涉：（1）单轴锥光干涉图样：调节好实验设备，当LN晶体不加横向电压时，可以观察到如图现象，这是典型的汇聚偏振光穿过单轴晶体后形成的干涉图样。（2）晶体双轴干涉图样：打开晶体驱动电压，将状态开关打在直流状态，顺时针旋转电压调整旋钮，调整驱动电压，将会观察到图案由一个中心分裂为两个，这是典型的汇聚偏振光穿过双轴晶体后形成的干涉图样，它说明单轴晶体在电场的作用下变成了双轴晶体2•动态法观察调制器性能:（1）实

2、验现象:当V,=143V吋，出现第一次倍频失真:当V2=486V时，信号波形失真最小，振幅最大（线性调制）:（2）调制法测定LN晶体的半波电压:晶体基本物理量dl2Yu%5mm30mm632.8nm6.8x10',2w/V2.286笫一次倍频失真对应的电压V尸143V,笫二次倍频失真对应的电压V3=832V.故=832V-143V=689Vo由"急中箒"最（金6松时3•电光调制器T-V工作曲线的测量:（1）原始数据：电压V/V功率P/mV电压V/V功率P/mV00.3165500.507500.36000.55

3、11000.2966500.5831500.2967000.6052000.3037500.6262500.3168000.6363000.3358500.6443500.3669000.6424000.4069500.6374500.44410000.6275000.474依据数据作出电光调制器P-V工作曲线:（2）极值法测定LN晶体的半波电压：从图中可以看到，V在100-150V时取最小值，在800-850V时取最大值。分别在这两个区域内每隔5V测量一次，原始数据如下：电压V/V功率P/mV电压V/V功率P

4、/mV1000.3018000.6521050.2988050.6571100.2978100.6511150.2998150.651200.3018200.651250.3038250.6491300.3028300.6451350.3038350.6431400.3038400.6431450.3028450.6431500.3038500.642比较数据可以得出，极小值大致出现在-110V,极大值大致出现在匕=805V,由此可得匕=匕—％=805V-110V=695V由“斤;中得："是（金6如吋4•测量值

5、与理论值比较:晶体基本物理量：dl2Y225mm30mm632.8nm6.8x10',2w/V2.28601算出理论值匕二一-—f）=649.2V。与理论值相比，调制法测量2禺％/结杲相对课差约6.1%,极值法测量结杲误差约7.1%,实验值与理论值符合较好。其中，动态法比极值法更精确。5•讨论实验中观察到的输出波形和畸变产生的原因：根据理论计算，当V二0时，T应当为极小值(T二0),然而从实验测量出的图中可以发现，当V=0时，T不为零，且极小值也不出现在V=0处，对此我们可以归纳出以下儿种可能原因：(1)由于在

6、调试前后两个偏振片过程屮，难以保证其起偏方向完全垂直,这就导致了极小值点偏离V二0点。(2)由于工艺上的原因，前后两个偏振片即使在完全垂直的情况下，也不可能完全消光，总会有光线透过，因此，极小值点之值大于零。输出波形畸变产生的原因：根据数学推导可得，光强透过率：T=sin2—(V()+Vmsincot)(1)当％=匕/2时，工作点落在线性工作区的中部，将v)=K/21ttV代入得:T=—(1+sincot)ocVsincot2匕这时，调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。(2)当％=0或匕，匕口匕时

7、，同理可得Toecos26；/,这时输出光的频率是调制信号的两倍，即产生“倍频”失真。六、选作实验：测量1/4波片的/：在实验中，去掉晶体上所加的直流偏压，把1/4波片置入晶体和偏振片ZI'可，绕光轴缓慢旋转吋，可以看到输出信号随着发生变化，其现象与改变直流偏压效果相同：转过角度输出波形特点86°线性调制175°倍频失真264°线性调制355°倍频失真根据数学推导，光强透过率为：T=sin2(—+=sin2^―(―Vsincot)22V2V7tm7T7Cv与前面的公式类比，可发现式屮的二/即相当于原先公式屮的“

8、％”。71在从倍频失真到线性调制的过程中，由于1/4波片旋转了90°,透射光相位改变了/(o光转化为e光或相反)，而相应的“％”改变了匕”/2,故有：V/7T^8=VJ2=>8=-兀27T即1/4波片的5=-.2七、实验后思考题:1.锯酸锂在施加电场前后有什么不同？是否都存在双折射现象？答：規酸锂在未施加电场时是单轴品体，不存在双折射，施加电场后規酸锂为双轴晶体，存在双折射。2•为什么