授课教案 第八章光波调制 (8.13)称为菲涅耳椭球,(8.14)称为折射率椭球(有的应用领域称为光率体)。 折射率椭球是描述光学性质最常用几何图形,一般把其表达式写作 2+y+= (8.15) 61826 或 (8.16) 这是一个归一化的D空间的椭球,其三个主轴方向就是介电主轴方向。 §8-3电光效应 施加电场之后,引起束缚电荷的重新分布,导致离子晶格的微小形变,其结 果将引起介电系数的变化,最终导致晶体折射率的变化。折射率成为外加电场E 的函数,即 △n=n-nm=GE+c2E2+ (8.17) 线性电光效应或泡克耳(Pockels)效应:折射率的改变与外加电场大小成正比。 二次电光效应或克尔(Kr)效应:折射率的改变与外加电场强度的平方成正比。 对大多数电光晶体材料,一次效应要比二次效应显著,可略去二次项。只有 在对称类型的晶体中,因不存在一次电光效应,二次效应才比较明显。 引入电场的方式: (1)纵向电光效应:电场方向与光束传播方向平行 (2)横向电光效应:电场方向与光束传播方向垂直 一线性电光效应 采用几何图形——折射率椭球体的方法分析。 晶体未加外电场时,主轴坐标系中,晶体折射率椭球方程为 (8.18) n,,n:为折射率椭球的主折射率。 当晶体施加电场后,其折射率椭球就发生“变形”,椭球方程变为 得)+得+日+*,*)18 由于外电场,折射率椭球各系数(1/㎡随之发生线性变化,其变化量可定义为授课教案 第八章 光波调制 (8.13)称为菲涅耳椭球,(8.14)称为折射率椭球(有的应用领域称为光率体)。 折射率椭球是描述光学性质最常用几何图形,一般把其表达式写作 1 3 2 2 2 1 2 =++ εεε zyx (8.15) 或 1 2 3 2 2 2 2 2 1 2 =++ n z n y n x (8.16) 这是一个归一化的 D 空间的椭球,其三个主轴方向就是介电主轴方向。 §8-3 电光效应 施加电场之后,引起束缚电荷的重新分布,导致离子晶格的微小形变,其结 果将引起介电系数的变化,最终导致晶体折射率的变化。折射率成为外加电场 E 的函数,即 ++=−= L (8.17) 2 Δ 210 EcEcnnn 线性电光效应或泡克耳(Pockels)效应:折射率的改变与外加电场大小成正比。 二次电光效应或克尔(Kerr)效应:折射率的改变与外加电场强度的平方成正比。 对大多数电光晶体材料,一次效应要比二次效应显著,可略去二次项。只有 在对称类型的晶体中,因不存在一次电光效应,二次效应才比较明显。 引入电场的方式: (1)纵向电光效应:电场方向与光束传播方向平行 (2)横向电光效应:电场方向与光束传播方向垂直 一 线性电光效应 采用几何图形——折射率椭球体的方法分析。 晶体未加外电场时,主轴坐标系中,晶体折射率椭球方程为 1 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2 =++=++ zyx n z n y n x n z n y n x (8.18) nx,ny,nz为折射率椭球的主折射率。 当晶体施加电场后,其折射率椭球就发生“变形”,椭球方程变为 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 6 2 5 2 4 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2 ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ xy n xz n yz n z n y n x n (8.19) 由于外电场,折射率椭球各系数(1/n 2 )随之发生线性变化,其变化量可定义为 6