电光效应
电光效应(汉语拼音:Dianguang Xiaoying;英语:electro-optical effect),某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性的效应。电光效应当给晶体或液体加上电场后,该晶体或液体的折射率发生变化,这种现象成为电光效应。电光效应在工程技术和科学研究中有许多重要应用,它有很短的响应时间(可以跟上频率为1010Hz的电场变化),可以在高速摄影中作快门或在光速测量中作光束斩波器等。在激光出现以后,电光效应的研究和应用得到迅速的发展,电光器件被广泛应用在激光通讯、激光测距、激光显示和光学数据处理等方面。
效应分类 编辑本段
电光效应包括克尔效应和泡克耳斯效应:
克尔效应
1875年英国物理学家J.克尔发现,玻璃板在强电场作用下具有双折射性质,称克尔效应。后来发现多种液体和气体都能产生克尔效应。观察克尔效应的实验装置如图所示。内盛某种液体(如硝基苯)的玻璃盒子称为克尔盒,盒内装有平行板电容器,加电压后产生横向电场。克尔盒放置在两正交偏振片之间。无电场时液体为各向同性,光不能通过P2。存在电场时液体具有了单轴晶体的性质,光轴沿电场方向,此时有光通过P2(见偏振光的干涉)。实验表明 ,在电场作用下,主折射率之差与电场强度的平方成正比。电场改变时,通过P2的光强跟着变化,故克尔效应可用来对光波进行调制。液体在电场作用下产生极化,这是产生双折射性的原因。电场的极化作用非常迅速,在加电场后不到10-9秒内就可完成极化过程,撤去电场后在同样短的时间内重新变为各向同性。克尔效应的这种迅速动作的性质可用来制造几乎无惯性的光的开关——光闸,在高速摄影、光速测量和激光技术中获得了重要应用。
泡克耳斯效应
1893年由德国物理学家F.C.A.泡克耳斯发现。一些晶体在纵向电场(电场方向与光的传播方向一致)作用下会改变其各向异性性质,产生附加的双折射效应。例如把磷酸二氢钾晶体放置在两块平行的导电玻璃之间,导电玻璃板构成能产生电场的电容器,晶体的光轴与电容器极板的法线一致,入射光沿晶体光轴入射。与观察克尔效应一样,用正交偏振片系统观察。不加电场时,入射光在晶体内不发生双折射,光不能通过P2。加电场后,晶体感生双折射,就有光通过P2。泡克耳斯效应与所加电场强度的一次方成正比。大多数压电晶体都能产生泡克耳斯效应。泡克耳斯效应与克尔效应一样常用于光闸、激光器的Q开关和光波调制等。
研究意义 编辑本段
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