2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：光波在電光晶體中的傳播

1、光波在電光晶體中的傳播結(jié)論：2)沿x方向振動(dòng)的光傳播速度加大，而沿y方向振動(dòng)的光傳播速度減小，因此,稱x/軸為感應(yīng)快軸， y/軸為感應(yīng)慢軸。當(dāng)光沿光軸z方向傳播時(shí)，沿x軸和y軸方向偏振的光之間會(huì)產(chǎn)生相差，這就是電致雙折射,是實(shí)現(xiàn)光調(diào)制、調(diào)Q、鎖模等技術(shù)的重要基礎(chǔ)。45yyxx光波在電光晶體中的傳播縱向應(yīng)用：光束的傳播方向與電場(chǎng)方向平行。實(shí)際應(yīng)用中，有兩種：縱向電光效應(yīng)、橫向電光效應(yīng)Lz(k/E/z)xyVxLz(k/E/z)xyVx電場(chǎng)和光波矢均沿Z軸方向，通過電光晶體后產(chǎn)生沿x和y偏振的兩個(gè)正交分量，它們?cè)诰w內(nèi)傳播L光程分別為nxL和nyL，這樣，兩偏振分量的相位延遲分別為：這兩個(gè)分量光波

2、穿過晶體后將產(chǎn)生一個(gè)相位差：相位差正比于z方向電壓V=EzL。 Lz(k/E/z)xyVx半波電壓是表征電光晶體性能的一個(gè)重要參數(shù)，越小越好。對(duì)KDP, V高達(dá)104V。半波電壓：相位差為=（光程差為/2）時(shí)所需要加的電壓，通常以V或V/2表示。 相位差又可表示成： /4波電壓 ：相位差為=/2（光程差為/4）時(shí)所需要加的電壓，通常以V/2或V/4表示。 晶體上加縱向電壓V=V/2時(shí)，電光晶體相當(dāng)于“1/4波片”，沿x偏振的線偏振光變成圓偏振光(=45). 當(dāng)外加縱向電壓V=V，電光晶體相當(dāng)于“半波片”,入射線偏振光出射時(shí)仍為線偏振光，但偏振方向相對(duì)于入射光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)2角（若=45，即旋轉(zhuǎn)了9

3、0，所以沿x偏振的線偏振光，出射時(shí)沿著y方向）。Lz(k/E/z)xyVx(k / y)(E/z)橫向應(yīng)用：光束的傳播方向與電場(chǎng)方向垂直。沿z向加電場(chǎng)，光沿y軸傳播， 光矢量與z軸成45角，進(jìn)入晶體(y=0)后即分解為沿x和z方向的兩個(gè)垂直偏振分量。傳播距離L后，兩偏振分量的相位延遲為：LVdzy-x(KE/z)LVdzy-x這兩個(gè)光波穿過晶體后產(chǎn)生相位差：(2-41)橫向運(yùn)用相位差：在橫向運(yùn)用時(shí)，光波通過晶體后的相位差包括兩項(xiàng)：第一項(xiàng)與外加電場(chǎng)無關(guān)，是由晶體本身自然雙折射引起的；第二項(xiàng)即為電光效應(yīng)相位差。(KE/z)LVdzy-x令第二項(xiàng)電光效應(yīng)相位差為，得橫向運(yùn)用半波電壓:結(jié)論：）橫向運(yùn)用時(shí)，存在自然雙折射產(chǎn)生的固有相位延遲。表明無外加電場(chǎng)時(shí)，入射光通過晶體后其偏振態(tài)已改變，且溫度穩(wěn)定性不好，這對(duì)光調(diào)制器等應(yīng)用不利，應(yīng)設(shè)法消除或進(jìn)行溫度補(bǔ)償。令第二項(xiàng)電光效應(yīng)相位差為，得橫向運(yùn)用半波電壓:結(jié)論：）橫向運(yùn)用時(shí)，半波電壓與晶體的長(zhǎng)寬比(d/L)有關(guān)。因此，增