
【化】 electro-optic crystal
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【医】 luminescent crystal
电光晶体(Electro-optic crystal)是指在外加电场作用下能够产生折射率变化的光学材料。这类晶体基于电光效应(Electro-optic effect)实现光波相位、偏振或强度的调制,是光通信、激光技术和量子光学领域的核心元件。
基本定义与物理机制
电光晶体的核心特性源于泡克尔斯效应(Pockels effect)和克尔效应(Kerr effect)。其中泡克尔斯效应表现为折射率与外加电场呈线性关系,主要存在于无中心对称的晶体中,如铌酸锂(LiNbO₃);克尔效应则为折射率与电场平方成正比,常见于液体或各向同性固体。其数学表达式为:
$$
Delta n = n_0 r E + n_0 s E
$$
式中,( r ) 和 ( s ) 分别为线性与非线性电光系数。
典型应用场景
晶体类型 | 英文名称 | 电光系数(pm/V) |
---|---|---|
铌酸锂 | Lithium Niobate | ( r{33}=30.8 ) |
磷酸二氢钾 | KDP | ( r{41}=8.6 ) |
钽酸锂 | Lithium Tantalate | ( r_{33}=25.2 ) |
数据引自《Handbook of Nonlinear Optical Crystals》第四版。
电光晶体是一种在外加电场作用下折射率发生变化的晶体材料,其核心特性源于电光效应。以下从定义、效应分类、材料特性及应用领域进行综合说明:
电光晶体(electro-optical crystal)指具有电光效应的晶体材料。当施加外电场时,晶体内部电荷分布改变,导致折射率变化,从而影响光的传播特性(如相位、偏振态等)。
线性电光效应(泡克耳斯效应)
发生于不具有对称中心的晶体中,折射率变化与电场强度成线性关系,调制电压较低。典型材料包括铌酸锂(LiNbO₃)、磷酸二氢钾(KDP)等。
二阶电光效应(克尔效应)
常见于各向同性介质或任意对称性晶体,折射率变化与电场强度的平方成正比,通常需要较高电场强度。例如硝基苯等液体介质。
光子晶体通过周期性结构调控光传播,而电光晶体依赖电场改变材料折射率。两者原理不同,应用场景亦有差异。
如需进一步了解具体材料参数或技术细节,可参考道客巴巴和搜狗百科的原始资料。
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