光电功能材料知识点.doc

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1、知识点补遗1,光电功能材料按物质分类答：根据材料的物质性进行分类：金属功能材料；无机非金属功能材料；有机功能材料；复合功能材料。9晶优來!士亜皓征右IfflK廿匕?i：晶体在宏观上的基磊性：自范性、均…性、对称性、异向性、稳定性。自范性：是指晶体具有自发地形成封闭的几何多而体外形，并以此为其占有空间范围的性质。均一性：晶体在它的各个不同部分上表现出相同性质的特性，是晶体内部粒子规则排列的反映C异向性：晶体内部粒子沿不同方向有不同的排列情况，从而导致在不同方向上表现出不同的宏观性质。对称性：晶体的性质在某一方向上有规律地周期的出现稳定性:答:3,介电晶体的效应有哪些？分别有多少个点群?（1）

2、压电效应：压电模量,三阶张量,非中心对称晶体。（2）电致伸缩效应：电致伸缩稀疏，四阶张量,所有晶体。（3）热释电效应：热释电稀疏，一介张量，极性晶体，可自发计划。（4）铁电晶体：自发极化能随外加电场改变的晶体。各种介电晶体（数字表示此类性质的晶类数）：压电效应：晶体在受到机械应力的作用时，在其表而上会出现电荷，成为正压电效应。应力是二阶对称张量，其两个下标可以对调，压电模量是三阶张量，从而导致压电模量屮的后两个下标可以对调=刀切此吋压电效应可以写成:Py〃12〃13九血5右6Pi—〃21〃22〃23〃24“25“26_〃31〃32〃33〃34〃35〃36」123456;;;--逆压电效应：

3、当电场加到具有压电效应的晶体上吋，晶体将发牛应变。电致伸缩效应当作用在晶体上的电场很强吋，晶体的应变与电场不是线性关系，必须考虑平方项，引起应变屮的平方项称为电致伸缩效应。Sjk=dijkEi+hjkEiE[V啡成为电致伸缩系数。热释电效应晶体在温度发牛变化时，产牛极化现象，或其极化强度发牛变化，称为热释电效应。当温度较小时，晶体极化强度变化与温度为线性关系。电热效应：热释电效应的逆效应，即将某种热释电晶体置于电场屮，会观察到温度变化。热释电材料主要用于红外探测。晶体的铁电性质在外场的作用下，自发极化的方向可以逆转或可以重新取向的热释电晶体。铁电晶体的分类：(1)无序-有序型铁电晶体(软铁

4、电体)(2)位移型铁电体(硕铁电体)：含有氧八面体构造基兀者，也称钙铁矿型铁电体，如觇酸锂、钛酸顿等。铁电体的宏观特性：(1)电滞回线：铁电体和非铁电体的判据。非铁电晶体：P-E关系为线性的。铁电晶体：P-E存在电滞回线。(2)居里温度：晶体的铁电性质在一定的温度范围内存在，如钛酸顿晶体，温度低于120摄氏度是铁电项，高于120摄氏度铁电性消失。实际上是—•个相变过程。部分铁电晶体没有居里温度点，因为未达到相变温度时晶体己经溶解。3,光率体的表达式和特征，三个轴与椭球截距的意义，折射率面，不沿主轴方向，通过晶体后引起的光程差的判定。答：上册P-314,晶体的非线性光学——香味匹配条件以及实

5、现相位匹配的途径(…种)答：当激光的光强较强时，其通过物质时，物质内部极化率的非线性响应会对•光波产牛反作用，可能产牛入射光波在和频和差频处的谐波，这种与强光有关不同于非线性光学现象的效应称为非线性效应。混频效应：和频、差频当作用于晶体的光场包含两种不同的频率31和32时，就会产牛第三种频率33的光，33二31+32相加的称为和频，CO3=0)1-0)2相减的称为差频。二倍频效应的实验装置示意图位相匹配：在二级非线性极化的倍频过程中，入射光波在它经过的各个地方产牛二次极化波，各个位置的二次极化波都发射出二次谐波,这些二次谐波在晶体屮传播并相互于涉，相互干涉的结果，就是在实验屮观察到的二次谐

6、波强度.这个强度与这些二次谐波的位相差有关•如果位相差为零，即各个二次谐波的位相一致，则相干加强，我们就能观察到产牛的二次谐波.反之，则相干相消，我们就观察不到二次谐波。貝有当入射光波的传播速度与二次谐波的传播速度相等时，二次谐波才能位相一致而相干加强，这种情况就称为位相匹配。位相匹配条件：根据能量守恒，倍频过程屮其基频光和倍频光应满足：⑷二©=2切=0和动量守恒占=咫=2（=乞又因为Pneo=2^2®所以：4（e）=〃2（Q2）=E（2e）4（®）是基频光的折射率，％（0）为倍频光的折射率，上式即为位相匹配条件。这表明，要在光传播方向产牛倍频效应，基频光和倍频光的折射率必须相等。由于几乎

7、所有物质在光频范围内都有正常色散，倍频光的相速度一般落后于基频光。因此，在光学各向同性的立方晶体（如23,43m晶类）屮，要使基频光和倍频光速度和同，在原理上是不可能的（反常色散情况下有例外）但对于各向杲性晶体，由于有自然双折射，则有可能在某些特定方向上，基频光和倍频光有相等的速度和折射率.实现相位匹配的途径:（1）角度相位匹配角度位相匹配就是控制光波在晶体屮其一•特定方向（8,即上传播，该方向应满足相位兀配条件。利用折