对于晶体电光效应已有很多的研究[2],由于其超快的响应速度,被广泛地应用于实际工程和科学研究之中。特别在激光产生以后,激光通信等技术蓬勃发展,因为其良好的单色性和极高的频率,它的传输距离远,信息容量大,为电光效应的研究提供了更好的载波。电光调制实验是很多高校都有开设的综合性实验,通过测量晶体的半波电压可以确定其电光系数。通过观察晶体的锥光干涉图,使大学生对偏光干涉有更加形象和直观的了解。另外,很多人对此实验系统作了进一步的改进及其他相关的研究[3]。 63017

基于晶体的电光效应,有很多应用的研究。宁国斌等利用耦合波的理论,深入研究了光强透射率和入射角、电场强度、波长的关系,由光强透射率间接地测量小角度的位移。并利用简单的光学系统缩小入射角,使角位移的测量范围更大[4]。类似地,陈胤奇介绍了克尔效应的电学应用。电场的变化引起光强的改变,且两者满足一定的关系,故通过记录光强透过率的变化就可以求得待测电场的大小。此方法的优点是实现测量的特征参量是非电学量,实现了测量电路和高压电路的电气分离,避免了电磁干扰[5],所以在电学应用上优势明显。

王继扬等对电光晶体的进展进行了研究,介绍了电光晶体的不同分类以及现代应用中对它的要求。例如电光系数大、透光波段宽、抗光性好、光学损耗小、耐强电压能力强、折射率大、物理化学性质稳定、光学均匀性好、加工容易[6]。此外,还介绍了电光晶体的发展历程。一直以来,磷酸二氘钾和铌酸锂是人们比较看好的较为实用的晶体。因为其电光系数较大、开光电压小,在光通信等要求快速开关和小功率的领域有广泛地应用。但是由于其电光系数小,使得调制器的电压和尺寸无法兼顾,论文网限制了其大规模的应用。自我国陈创天团队发现“阴离子基团论”以来,很多新型晶体不断被发现。其中偏硼酸钡常用作良好的电光Q开关,而磷酸钛氧钾和磷酸钛氧铷是良好的非线性晶体,多作倍频应用。硅酸镓镧作为人工多功能晶体,具有电光、压电、激光等多种性质。最后,还给出了对于电光晶体研究的探索途径,为未来的研究指明了方向和道路。

钽铌酸钾是已知的二次电光效应最明显的晶体,是常见的铌酸锂晶体的70倍以上。因此基于它的光学器件驱动电压更低、尺寸更小,符合未来器件小型化、集成化的趋势。虽然它优异的性质早已为人所知,但是之前对它的研究主要还是偏向于光学性质的探索和晶体的生长上,很少有实际应用方面的研究。近几年,随着生长工艺的成熟,器件的设计研究逐渐成为人们目光的焦点。目前,已知的钽铌酸钾的应用主要有基于光波导的电光调制器和光开关,基于光束偏转现象的扫描器、光谱仪和变焦透镜[7]。

不同于一般的晶体,液晶具有特殊的结构决定了它具有特殊的性质。和以往的电光晶体相比,液晶具有非常明显的优点。它只需很低的电压、很小的功率即能大幅度的改变其光学性质,无需加工整形,价格低廉,制作简易。基于液晶电光效应,于天池等设计了两种光学元件。一是基于扭曲向列型工作模式制作的液晶光快门,利用此原理还可制作液晶窗帘。二是液晶透镜,由于其焦距可变、功率低、轻薄、而且种类良多,故有很好的应用前景[8]。

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