電光效應
電光效應(漢語拼音:Dianguang Xiaoying;英語:electro-optical effect),某些各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性的效應。電光效應當給晶體或液體加上電場后,該晶體或液體的折射率發生變化,這種現象成為電光效應。電光效應在工程技術和科學研究中有許多重要應用,它有很短的響應時間(可以跟上頻率為1010Hz的電場變化),可以在高速攝影中作快門或在光速測量中作光束斬波器等。在激光出現以后,電光效應的研究和應用得到迅速的發展,電光器件被廣泛應用在激光通訊、激光測距、激光顯示和光學數據處理等方面。
效應分類 編輯本段
電光效應包括克爾效應和泡克耳斯效應:
克爾效應
1875年英國物理學家J.克爾發現,玻璃板在強電場作用下具有雙折射性質,稱克爾效應。后來發現多種液體和氣體都能產生克爾效應。觀察克爾效應的實驗裝置如圖所示。內盛某種液體(如硝基苯)的玻璃盒子稱為克爾盒,盒內裝有平行板電容器,加電壓后產生橫向電場。克爾盒放置在兩正交偏振片之間。無電場時液體為各向同性,光不能通過P2。存在電場時液體具有了單軸晶體的性質,光軸沿電場方向,此時有光通過P2(見偏振光的干涉)。實驗表明 ,在電場作用下,主折射率之差與電場強度的平方成正比。電場改變時,通過P2的光強跟著變化,故克爾效應可用來對光波進行調制。液體在電場作用下產生極化,這是產生雙折射性的原因。電場的極化作用非常迅速,在加電場后不到10-9秒內就可完成極化過程,撤去電場后在同樣短的時間內重新變為各向同性。克爾效應的這種迅速動作的性質可用來制造幾乎無慣性的光的開關——光閘,在高速攝影、光速測量和激光技術中獲得了重要應用。
泡克耳斯效應
1893年由德國物理學家F.C.A.泡克耳斯發現。一些晶體在縱向電場(電場方向與光的傳播方向一致)作用下會改變其各向異性性質,產生附加的雙折射效應。例如把磷酸二氫鉀晶體放置在兩塊平行的導電玻璃之間,導電玻璃板構成能產生電場的電容器,晶體的光軸與電容器極板的法線一致,入射光沿晶體光軸入射。與觀察克爾效應一樣,用正交偏振片系統觀察。不加電場時,入射光在晶體內不發生雙折射,光不能通過P2。加電場后,晶體感生雙折射,就有光通過P2。泡克耳斯效應與所加電場強度的一次方成正比。大多數壓電晶體都能產生泡克耳斯效應。泡克耳斯效應與克爾效應一樣常用于光閘、激光器的Q開關和光波調制等。
研究意義 編輯本段

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