第一部分 光调制基础3.pptx

第一部分 光调制基础;5.电光、声光、磁光控制器件物理基础; 在外界强电场的作用下，某些本来是各向同性的介质会产生双折射现象，而本来具有双折射现象的晶体，其双折射性质也会发生变化。;电光效应——普克尔效应与克尔效应;1.2 线性电光效应;立方晶体;Review;记;晶体的线性电光效应表示成矩阵形式为：;线性电光效应;InP, GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料(立方晶系);外场作用下晶体的折射率主轴; 已知 在 z 方向外场 Ez 作用下, KDP晶体折射率椭球系数矩阵的非零矩阵元为: 试求解在外场作用下KDP晶体的主折射率。; 在 z 方向外场 Ez 作用下, KDP晶体折射率椭球系数矩阵的非零矩阵元为:;求矩阵的本征值和本征矢量，（即可获得主折射率）; (A-λI)x=0;特征多项式为; (A-λ1I)x=0 ; 在 z 方向加外场 Ez 时, 轴z仍是主轴，但xy已经不是主轴了，在新的主轴系中的折射率椭球：;另一种求在新的主轴系中的折射率椭球方程的方法;由此可见，KDP晶体沿 Z（主）轴加电场时， 由单轴晶变成了双轴晶体， 折射率椭球的主轴绕z轴旋转了45o角， 此转角与外加电场的大小无关， 其折射率变化与电场成正比， △n值称为电致折射率变化。这是利用电光效应实现光调制、调Q、锁模等技术的物理基础。; 一 纵向电光效应;纵向电光效应;当光波的两个垂直分量的光程差为半个波长时（即相应的相位差为?），所需要加的电压为半波电压，一般以V?/2或V?表示。;优点: 结构简单; 工作稳定; 无自然双折射的影响，不需进行补偿。 缺点: 半波电压太高，功率损耗较大.;二 横向电光效应;横向电光效应的特点;横向电光效应温度敏感性的补偿;1.3 二次电光效应[克尔（Kerr)效应];引入位相差：;二次电光效应的特点;2) 声光、磁光控制器件的物理基础;应变与应力张量;弹光系数张量;折射率椭球的形变;变为单轴晶体，加应变的 x 方向为光轴方向;声光控制器件的物理基础;三、声光效应分类 根据声波波长、光波波长和声光作用长度分两种： 喇曼—纳斯声光衍射 声波波长长，作用长度小 布拉格声光衍射 声波波长小，作用长度大 ;布拉格衍射;偏转角?：;; 1、固有旋光现象; 旋光现象的规律：;2、旋光现象的物理解释（1825年,菲涅尔）;3）合成复振幅(Complex amplitude); 4）讨论： 若左旋圆偏振光传播速度快，nLnR，?0，光矢量向逆时针方向转动； 若右旋圆偏振光传播速度快， nLnR ，? 0，光矢量向顺时针方向转动。;磁光效应：在强磁场的作用下，物质的光学性质发生变化。 磁致旋光效应（法拉第效应Faraday effect）： 在强磁场的作用下，本来不具有旋光效应的物质产生了 旋光性质。;法拉第效应 当一束线偏振光通过某些非旋光性介质时，如果在介质中沿光传播方向加一外磁场，则光通过介质后，光的偏振面将转过一角度?F，称为法拉第旋转效应或磁致旋光效应。;1. 顺磁介质和抗磁介质;法拉第效应的应用;法拉第效应的应用;(二) 磁光克尔效应;磁光克尔效应的分类 ;1.光在晶体中传播与光在各向同性介质中的传播规律有什么差别？有什么特点？光轴是一条线吗？为什么？ 2. 简要阐述晶体的概念。单轴晶体与双轴晶体的主要区别何在？ 3. 什么是电光效应、声光效应、磁光效应？各有什么特点 4.简述KDP晶体纵向电光效应和横向电光效应。 5.法拉第旋转效应中光线的传播方向???磁化强度方向之间有何关系？ 6. 偏振器件的矩阵表示 7.KDP晶体在外场作用下，折射率变化的矩阵式的推导。 8.激光信号的幅度调制和角度调制的基本原理。