光波在电光晶体中的传播.ppt

共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 共27页 * 当这两个光波穿过晶体后将产生一个相位差 V = Ez L 是沿Z 轴加的电压。 当电光晶体和通光波长确定后，相位差的变化仅取决于外加电压 改变电压→相位成比例地变化 19 二、电光相位延迟 1、纵向应用 当光波的两个垂直分量Ex’ , Ey’ 的光程差为半个波长(相应的相位差为π)时所需要加的电压，称为“半波电压”，通常以 表示 18 二、电光相位延迟 1、纵向应用 半波电压是表征电光晶体性能的一个重要参数，这个电压越小越好，特别是在宽频带高频率情况下，半波电压越小，需要的调制功率就越小。 和 表KDP型(42m晶类)晶体的半波电压和 (波长＝0.5um) 17 二、电光相位延迟 两个偏振分量间的差异，会使一个分量相对于另一个分量有一个相位差（△?），而这个相位差作用就会(类似于波片）改变出射光束的偏振态。在一般情况下，出射的合成振动是一个椭圆偏振光： 这里有了一个与外加电压成正比变化的相位延迟晶体(相当于一个可调的偏振态变换器)，可用电学方法将入射光波的偏振态变换成所需要的偏振态。 16 纵向电光偏振变化 二、电光相位延迟 这是一个直线方程，说明通过晶体后的合成光仍然是线偏振光，且与入射光的偏振方向一致，这种情况相当于一个“全波片”的作用。 (1)当晶体上未加电场时 x x’ y’ y E 15 纵向电光偏振变化 使得 所以 讨论 这是一个正椭圆方程，当A1=A2 时，其合成光就变成一个圆偏振光，相当于一个“1/4波片”的作用。 14 纵向电光偏振变化 (2)当晶体上所加电场为Vλ/4时 使得 所以 讨论 合成光又变成线偏振光，但偏振方向相对于入射光旋转了一个2θ角(若=450，即旋转了900，沿着y方向)，晶体起到一个“半波片”的作用。 (3) 当外加电场Vλ/2时 x x’ y’ y E 13 纵向电光偏振变化 △? = (2n+1)π 使得 得到 讨论 在出射面(z＝L)处，两分量间相位差 V = EzL, ωc/c = 2π/λ 设一束线偏振光垂直于x’y’平面入射，电矢量E沿X方向振动，进入晶体（Z=0）即分解为相互垂直的 x’，y’ 偏振分量，经过距离L后分量为： 12 纵向电光偏振变化 11 y x -y? x? z y? x? Ex? Ey? a b c d e f g h i ??=0 ??=?/2 ??=? 纵向运用KDP晶体中光波的偏振态的变化 纵向电光偏振变化 2、横向应用 如果沿z向加电场，光束传播方向垂直于z轴并与y（或x）轴成45?角，这种运用方式一般采用45??z切割晶体。 二、电光相位延迟 电极 L d x z y V 电压 传播方向 输入光偏振方向 10 2、横向应用 设光波垂直于x??z平面入射，E矢量与z轴成45?角，进入晶体（y?=0）后即分解为沿x?和z方向的两个垂直偏振分量。相应的折射率分别为 和 。 二、电光相位延迟 电极 L d x z y V 电压 传播方向 输入光偏振方向 9 传播距离L后 x?分量为 z分量为 2、横向应用 二、电光相位延迟 8 两偏振分量的相位延迟分别为 : 当这两个光波穿过晶体后将产生一个相位差 : 2、横向应用 二、电光相位延迟 7 在横向运用条件下，光波通过晶体后的相位差包括两项： 第一项与外加电场无关，是由晶体本身自然双折射引起的； 第二项即为电光效应相位延迟。 2、横向应用 二、电光相位延迟 6 例如：在z向加电场的横向运用中，略去自然双折射的影响，求得半波电压为: (L/d)越小，V? 就越小，这是横向运用的优点。 2、横向应用 二、电光相位延迟 5 1、何为电光晶体的半波电