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鐵電材料的電光效應(yīng)及其應(yīng)用

更新時間:2020-07-23      點擊次數(shù):1755

     電子光是一交替變換的電磁波,其中電場與磁場方向相互垂直,光會在介質(zhì)晶體中誘導(dǎo)電極化而光本身也會受此晶體的影響。電子光的交替變化頻率是如此之高(~1015Hz),以致只有電子極化部分能跟上電場的變化,因而晶體的相對介電常數(shù)非常小,不超過10.高頻下的介電常數(shù)ε與折射率n存在下列關(guān)系

 

一般來說,折射率是對稱的二階張量,可以用折射光率體來表示

 

 

式中,n1、n2和n3是主折射率。

  當一外電場施加到晶體上時,產(chǎn)生離子位移,并改變電子云的形狀,結(jié)果導(dǎo)致折射率發(fā)生變化,這種現(xiàn)象就稱為電光效應(yīng)。在外電場作用下,晶體光學(xué)性質(zhì)的改變可以用折射光率體三個軸的方向和長度的變化來表示。在同一坐標系中,光率體橢球方程變?yōu)?/span>

 

折射率的變化,它們的解析式一般是不知道的。但根據(jù)數(shù)學(xué)級的性質(zhì),它總可以用展開成冪級數(shù)的形式表示,并且根據(jù)外電場對晶體光學(xué)性質(zhì)的附加作用相對微弱這一事實;級數(shù) 可以只取前兩項 ,即

 

 式就是電光效應(yīng)的數(shù)學(xué)表達式。式中右邊第yi項是與外電場的一次方成正比關(guān)系 ,稱為一次電光效應(yīng) ,或??藸査剐?yīng) ??????稱為線性電光系數(shù) ,單位為 m /V ;第二項是與外電場的二次方成正比關(guān)系 ,稱為二次電光效應(yīng) ,或克爾效應(yīng) ????????稱為二次電光系數(shù)或克爾系數(shù)單位為??2/??2。 γ和 g 均可通過實驗測定 。一般的電光晶體如KDP 晶體等 γ?g ,即線性電光效應(yīng)是主要的 。
  需要指出 因為 各向異性晶體的折射率是二階張量 ,且可以證明折射率 ??????=??????,不受 E k 的 影響 ,故將兩個下標 ij 簡化為一個 l, l與 ij 的關(guān)系是

透明鐵電陶瓷的光學(xué)性質(zhì)對當代許多新技術(shù)如激光技術(shù)技術(shù)如激光技術(shù)、計算機技術(shù)、、計算機技術(shù)、全息存貯與顯示以及光電子學(xué)等新學(xué)科的全息存貯與顯示以及光電子學(xué)等新學(xué)科的發(fā)展具有一定推動作用,而發(fā)展具有一定推動作用,而其電光效應(yīng)的應(yīng)用都是以電控雙折射和電控散射效應(yīng)的形式來實現(xiàn)的。其光學(xué)性質(zhì)與晶粒尺寸密切相關(guān)。在粗晶粒陶瓷(一般晶粒尺寸大于2~32~3μm)m)中,主要是電控光散射效應(yīng);在細晶陶瓷中主中,主要是電控光散射效應(yīng);在細晶陶瓷中主要是電控要是電控雙折射效應(yīng)。

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