电致双折射(electric birefringence)效应也叫电光效应(photoelastic effect)。
1.克尔效应 (kerr effect) (1875年) 盒内充某种液体,如硝基苯(C6H5NO2)
▲ 不加电场→液体各向同性→P2 不透光;
▲ 加电场→液体呈单轴晶体性质,光轴平行电场强度 E → P2 透光
—— 二次电光效应 k — 克尔常数,U — 电压
克尔效应引起的相位差为:
△φk=π 时,克尔盒相当于半波片, P2 透光最强 。
例如:硝基苯
l = 3cm, d = 0.8cm, λ = 600nm
则产生△φk=π 的电压为
会聚光的电光效应
应用:
光开关: 当U=0时, ,光通不过 P2,关!
当U为半波电压时,克尔盒使线偏振光的振动 面转过 2α =900,光正好能全部通过P2,开!
优点:克尔盒的响应时间极短,每秒能够开关109 次。可用于高速摄影、光测距、…
光通讯
若U 为信号电压,则U 的变化引起的变化,也引起通过 P2 的光强的变化,也就是信号电压调制了光强。
· 由光强的变化传递信息,可用于激光光纤通讯。
·克尔盒有很多缺点:硝基苯有毒,易爆炸, 需极高纯度和高电压,故现在很少用。现用 KDP 晶体(磷酸二氢钾)取代克尔盒。
2. 泡克尔斯效应(pockels effect) (1893年)
光传播方向与电场平行,P1⊥P2,电极K 和 K′透明,晶体是单轴晶体,光轴沿光传播方向。
泡克尔斯盒
▲不加电场→ P2 不透光。
▲ 加电场→晶体变双轴晶体→原光轴方向附加了双折射效应→ P2 透光。泡克尔斯效应引起的相位差:
—— 线性电光效应
no— o 光在晶体中的折射率;r — 电光常数;U —电压。
时,P2 透光最强。
KH2PO4(KDP)、NH4H2PO4(ADP)等单晶都具有线性电光效应。
如 KDP no =1.51, 对 λ = 546nm 的绿光,
应用:
超高速开关(响应时间小于10-9s),显示技术,数据处理…