资源描述
,CH 7-8,光调制器,optical modulator,人为地造成各向异性 而产生双折射,一、应力双折射,(,光弹效应,),应力各向异性,在一定应力范围内：,v,各向不同,n,各向不同,7.8,光调制器,P,1,P,2,d,F,S,F,干涉,有机玻璃,C,光 弹 效 应,各处 不同各处 不同出现干涉条纹,变 变干涉情况变,钓钩的光弹图象,模型的光弹图象,二、电致双折射,(,电光效应,),1.,克尔效应,(,二次电光效应,),盒内充某种液体 如硝基苯（,C,6,H,5,NO,2,）,不加电场液体各向同性,P,2,不透光,加电场液体呈单轴晶体性质,光轴平行电场强度方向,P,2,透光,45,P,2,l,+,-,克尔盒,d,P,1,45,克尔效应,由于折射率改变与电场强度是平方关系故克尔效应也叫,二次电光效应,k,克尔常数,U,电压,相位差为,：,此时对应的电压,U,叫半波电压,P,2,透光最强,克尔盒相当于半波片,折射率改变与电场强度的关系是,:,当,若去掉盒内电场，则没有光从,N,透出。整个系统起“光开关”的作用。,通过控制外加电压，可调节输出的光脉冲的长短和频率，把电讯号转变成光讯号。由于光电效应几乎没有惯性，电讯号的控制速度可达,10,-9,m/s,。“光开关”,“,光调制器”“光断续器”有极快的速度启闭光路或调制光强，目前广泛应用于高速摄影、电影、电视和激光通讯等许多领域。,在电场、磁场中，材料光学性质的研究，,在实际应用中有着广阔的前景,+,-,c,c,2,.,泡克尔斯效应,(,一次电光效应,),不加电场,P,2,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,P,2,透光,电场与光传播方向平行,透明电极,K,和,K,光沿光轴方向传播,单轴晶体,。,电光晶体,+,。,-,P,1,P,2,K,K,泡 克 尔 斯 盒,n,o, o,光在晶体中的折射率,相位差：,r,电光常数,时,P,2,透光最强,常用的电光晶体是,KH,2,PO,4,（,KDP,）,NH,4,H,2,PO,4,（,ADP,）,等,U,电压,激光调,Q,超高速开关（响应时间小于,10,-9,s,）,数据处理,显示技术,应用,：,三、磁致双折射,科顿,穆顿效应：,某些透明液体在磁场,H,作用下变为各向异性,二次效应,磁场很强 才能观察到,性质类似于单轴晶体 光轴平行磁场,H,C,光隔离器,为了避免各界面的反射光对激光光源产生干扰,可利用法拉第效应制成光隔离器,只允许光从一个方向通过而不能从反方向通过,单向闸门,电极,P,2,P,1,45,光 隔 离 器,CH 7-9,偏振态及其转换的矩阵描述,polarization and the transform matrices,7.9,偏振态及其转换的矩阵描述,一,.,偏振态的描述 琼斯矢量,一般的椭圆偏振光的光矢量在,x,、,y,坐标轴上的分量分别为,任意二维矢量都可以用它的两个直角分量构成一个矩阵,偏振光的强度,琼斯矢量归一化,几种偏振态的琼斯矢量表示形式,1.,线偏振光,1.,沿,x,轴的线偏振光,2.,为光矢量与,x,轴成,45,角的线偏振光,3.,为光矢量沿,y,轴的线偏振光,4.,椭圆偏振光,右旋圆偏振光,为左旋圆偏振光,两束线偏振光的光矢量相互垂直,称它们为正交偏振光,二,.,正交偏振矩阵,两正交偏振光的琼斯矩阵分别为,有,若 均为实数,例如,例如 右旋偏振光和左旋偏振光互为正交,也可分解成一组正交的圆偏振光,任意偏振矢量,可分解为一组正交的线偏振光,三,.,振态转换的描述 琼斯矩阵,各种时光的偏振态作线性转换的器件都可以用一个 矩阵表示,称为偏振器件的琼斯矩阵,表示为,输入,输出,系统矩阵,A,为个矩阵的乘积,出射光为,求线偏振器件的琼斯矩阵,片,-,快轴为,y,方向,-,使偏振光的,y,分量超前于,x,分量 的相位,.,若入射光的琼斯矢量为,出射光的琼斯矢量为,表示成矩阵形式,光轴沿,y,方向的负晶体 片的琼斯矩阵,几种偏振态转换的矩阵运算,1,。线偏振光通过 片,线偏振光光矢量与,x,轴成,45,角,其琼斯矢量为,y,轴为快轴的 片的琼斯矩阵为,出射光的偏振态为,为右旋圆偏振光,2,，圆偏振光通过 片,左旋圆偏振光的琼斯矢量为,快轴沿,x,方向的 片的琼斯矩阵为,即出射光为光矢量与,x,轴成,45,角的线偏振光,.,出射光的琼斯矩阵为,例,在正交偏振片之间放一个 片，以自然光入射，当波晶片光轴与偏振片,P,1,的夹角,=90,时将发生消光现象。用矩阵法证明之。,解 如图令 片的快轴沿,y,轴方向,偏振片,P,1,、,P,2,分别沿,x,、,y,轴方向,.,自然光从偏振片出来后成为光矢量沿,x,轴的线偏振光,其琼斯矢量为,经片 后,出射的,E,1,的琼斯矢量为,即仍为沿,x,轴方向的线偏振光,.,再经偏振片,P,2,后,出射光的琼斯矢量为,即出射光复振幅在,x,、,y,轴方向的分量均为零,故无光出射,在,P,2,后发生消光,.,若 片的快轴沿,x,轴,同样方法计算,可得到,P,2,后消光,.,
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