第十一讲电光效应.pdf

第十一讲电光效应 一、电场作用下材料的非线性极化 二、电光系数张量 三、折射率椭球的形变 电光效应：介质在外加直流或低频电场作用下出现的光 学特性（各向异性）改变 1 第十一讲 电光效应 一、电场作用下材料的非线性极化 • 介质受光频电场（入射光场）和射频电场（外加电场，低频或直 流）的共同作用，应同时考虑电子的受迫振动和离子的受迫振动； （位能函数，运动方程） • 考虑 D ~ E 关系， （为简化，设外加电场 // 晶体某 线性 主轴，则 D // E ，标量关系）； D D εE +αE 2 +βE 3 +L 射频 dD 2 ε ε+2αE +3βE +L dE 斜率，代表介质材料对电场响应的大小 光频 E • E 为光频时， 相当于光频折射率； o ε • E 为射频时， 相当于射频介电系 E ε 数； • 同时存在射频和光频时，相当于工作 若外加电场不在主轴方 点设在 E ，并对光频产生响应。 向， 是张量。 o ε ε E （折射率）随 的大小改变 电光效应 o 2 第十一讲 电光效应 二、电光系数张量 定义：用材料的相对介电抗渗张量的变化量来表示介质对外场的响应 ( ) ( ) ∆b b E −b 0 γ E +s E E ij ij ij ijk k ijkl k l 加射频场 未加射频场 射频 射频 其中第一项：线性电光效应（Pockels 效应，1893年）， γijk为线性电光系数，三阶张量； 只有非中心对称晶体才有 第二项：二次电光效应（Kerr效应，1875年）， sijkl 为二次电光系数，四阶张量；