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铁电材料的电光效应及其应用

日期:2020-07-23浏览:677次

  电子光是一交替变换的电磁波,其中电场与磁场方向相互垂直,光会在介质晶体中诱导电极化而光本身也会受此晶体的影响。电子光的交替变化频率是如此之高(~1015Hz),以致只有电子极化部分能跟上电场的变化,因而晶体的相对介电常数非常小,不超过10.高频下的介电常数ε与折射率n存在下列关系
 
一般来说,折射率是对称的二阶张量,可以用折射光率体来表示
 
式中,n1、n2和n3是主折射率。
 
  当一外电场施加到晶体上时,产生离子位移,并改变电子云的形状,结果导致折射率发生变化,这种现象就称为电光效应。在外电场作用下,晶体光学性质的改变可以用折射光率体三个轴的方向和长度的变化来表示。在同一坐标系中,光率体椭球方程变为
 
  折射率的变化,它们的解析式一般是不知道的。但根据数学级的性质,它总可以用展开成幂级数的形式表示,并且根据外电场对晶体光学性质的附加作用相对微弱这一事实;级数 可以只取前两项 ,即
 
  式就是电光效应的数学表达式。式中右边第yi项是与外电场的一次方成正比关系 ,称为一次电光效应 ,或玻克尔斯效应 ??????称为线性电光系数 ,单位为 m /V ;第二项是与外电场的二次方成正比关系 ,称为二次电光效应 ,或克尔效应 ????????称为二次电光系数或克尔系数单位为??2/??2。 γ和 g 均可通过实验测定 。一般的电光晶体如KDP晶体等 γ?g ,即线性电光效应是主要的 。
 
  需要指出因为各向异性晶体的折射率是二阶张量 ,且可以证明折射率 ??????=??????,不受 E k 的 影响 ,故将两个下标 ij 简化为一个 l, l与 ij 的关系是
 
  透明铁电陶瓷的光学性质对当代许多新技术如激光技术技术如激光技术、计算机技术、、计算机技术、全息存贮与显示以及光电子学等新学科的全息存贮与显示以及光电子学等新学科的发展具有一定推动作用,而发展具有一定推动作用,而其电光效应的应用都是以电控双折射和电控散射效应的形式来实现的。其光学性质与晶粒尺寸密切相关。在粗晶粒陶瓷(一般晶粒尺寸大于2~32~3μm)m)中,主要是电控光散射效应;在细晶陶瓷中主中,主要是电控光散射效应;在细晶陶瓷中主要是电控要是电控双折射效应。

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