光电实验(八)电光调变.PDF

光電實驗(八) 電光調變 (一) 實驗目的： 觀察 Pockels 效應，測量 Pockels 盒 (cell) 的半波電位。 (二) 實驗原理： 某些物質在電場中會產生感應雙折射，稱為電光效應，如 Kerr 效應及 Pockels 效應。 Kerr 效應為三次非線性效應，感應雙折射的大小正比於電場強度的平方，通常需要 kV 的電位才能 產生的相位延遲。此外，常用的效應較強的硝基苯 (C H NO ) 有劇毒，危險性高。 Pockels 6 5 2 效應為線性效應，只存在於某些不具中心對稱的晶體，常用材料如KDP ( KH PO ) 或 2 4 KD*P( KD PO ) 。 Pockels 盒的操作電壓通常比 Kerr 盒小一個數量級以上，也沒有毒性，因 2 4 此我們選擇 Pockels 盒做電光效應實驗，所用的晶體是鈮酸鋰 ( LiNbO ) 。 3 當外加電場中與 LiN 晶體光軸 (c-axis or z-axis)同方向時， LiN 晶體的折射率橢球主軸方 bO bO 3 3 向 (x,y,z axes)保持不變，但軸長會因外加電場而改變。若入射光沿著 x 方向傳播則光入射光在, 在 y 與z 方向的折射率之差可表示為： V n n n (n n ) KE (n n ) K ， y z o e z 0 e d 其中K 為常數，E 為電場強度，V 為電位差，d 為正負電極間距。所以光在x 方向傳播經過長 z 度 L 的 LiNbO 晶體，光在 y 與z偏振的相位差為： 3 2 2 2 VL 2 V  nL  (n n )L  K  (n n )L  , 0 e 0 e    d  V  d V  稱為半波電位。 KL 圖 8-1  、電極 ，電極間距 光行進方向 (三) 實驗儀器與光電元件： V 1. Pockels 盒：鈮酸鋰晶體，電極間距 2mm ，長 20mm ， ＝380V 。