泡克爾斯效應

泡克爾斯效應

泡克爾斯效應(英語:Pockels effect)是指光介質在恆定或交變電場下產生光的雙折射效應,這是一種線性電--光效應,其折射率的改變和所加電場的大小成正比。

基本介紹

  • 中文名:泡克爾斯效應
  • 外文名:Pockels effect
  • 效應:光的雙折射效應
  • 性質:一種線性電--光效應
背景信息,區別,原理,套用實例,

背景信息

1893年德國物理學家弗里德里斯·卡爾·奧威·泡克爾斯發現,光介質在恆定或交變電場下會產生光的雙折射效應,這是一種線性電--光效應,並且其折射率的改變和所加電場的大小成正比,這種現象被稱為泡克爾斯效應。
但是,這種效應只在缺少反演對稱性的晶體,如鈮酸鋰(LiNbO3),鉭酸鋰(LiTaO3),硼酸鋇(BBO),和砷化鎵(GaAs),等或其它非中心對稱的介質,如電場極化高分子和玻璃中出現。電場極化高分子中含有特別設計的有機分子,它們具有比高非線性晶體高10倍的非線係數。

區別

波克爾斯效應和克爾效應的區別在於:波克爾斯效應是與電場大小成正比,而克爾效應則是與電場大小的平方成比例的。

原理

假設極化強度P與所加電場有線性關係,但這是一級近似。事實上電場與材料的介電常量,對於光頻場,也就是材料折射率n,有此關係:n=n0+aE0+bE02+···。式中:n0是沒有加電場E0時介質的折射率;a、b是常數。這種由於外加電場所引起的材料折射率的變化效應,稱為電光效應(electro-optical effect)。等式右邊第二項aE0與n為線性關係,稱為線性電光效應或稱泡克爾斯(Pockels)效應。

套用實例

1、套用液晶電光效應設計的兩種特殊的光學器件——液晶光快門和液晶透鏡;
2、高速相位調製器可用於相干光纖通信系統,在密集波分復用光纖系統中用於產生多光頻的梳形發生器,也能用作雷射束的電光移頻器,其中M-Z鈮酸鋰調製器有良好的特性,可用於光纖有線電視(CATV)系統、無線通信系統中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統。
3、液晶既表現出液體的流動性,又表現出晶體所特有的各向異性,其特徵是受到外部電場、磁場、熱、壓力等的作用時,分子排列狀態即其光學性質和電學性質隨之發生變化。特別是液晶受電壓作用而產生的分子取向效應———電光效應被廣泛套用於顯示器件。

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