2.2 光波在电光晶体中的传播

《光电子技术》?Photoelectronic Technique?光波在电光晶体中的传播?周自刚Р本讲主要内容Р39Р一、电致折射率变化Р二、电光相位延迟Р光波在介质中的传播规律Рγ和 h 为常量,n0为未加电场时的折射率Р晶体折射率可用施加电场E的幂级数表示,即Р38Р受介质折射率分布的制约Р与其介电常量密切相关Р知识链接Р一次项γE 引起的折射率变化Р37Р二次项hE2引起的折射率变化Р线性电光效应或泡克耳斯(Pockels)效应Р二次电光效应或克尔(Kerr)效应Р知识链接Р对电光效应的分析和描述有两种方法:Р36Р一、电致折射率变化Р1、电磁理论方法,但数学推导相当繁复Р2、几何图形───折射率椭球体(又称光率体)方法,这种方法直观、方便。Р在晶体未加外电场时,主轴坐标系中,折射率椭球方程:Р35Р一、电致折射率变化Рx,y,z为介质的主轴方向。在晶体内沿着这些方向的电位移D和电场强度E是互相平行的;nx,ny,nz为折射率椭球的主折射率。Р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:Р34Р一、电致折射率变化Рγij称为线性电光系数;i取值1,…,6;j取值1,2,3。则可以用张量的矩阵形式表式为:Р由于外电场的作用,折射率椭球各系数, 随之发生线性变化,其变化量可定义为Р33Р一、电致折射率变化Р=Р是电场沿方向的分量。具有元素6×3的矩阵称为电光张量,每个元素的值由具体的晶体决定,它是表征感应极化强弱的量。Р32Р一、电致折射率变化РKDP(KH2PO4)晶体:四方晶系, m点群,负单轴晶体。Р这类晶体的电光张量为:Р31Р一、电致折射率变化Рx2Рx1Рx3Рa = b  c?= = = 900