
【化】 Pockels material; Pockels materials
bubble; froth; infuse; pickle; soak; steep
【醫】 bubble; Ves.; Vesic.; vesica; vesicle; vesico-
gram; gramme; overcome; restrain
【醫】 G.; Gm.; gram; gramme
ear; erbium
【醫】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
this
【化】 geepound
data; datum; ******s; material; stuff
【醫】 data; datum; material; stock
【經】 material; materials; spoilage
泡克耳斯材料(Pockels material)是一種具有線性電光效應的光學材料,其折射率隨外加電場呈線性變化。該效應由德國物理學家弗裡德裡希·卡爾·阿爾溫·泡克耳斯(Friedrich Carl Alwin Pockels)于1893年首次發現并系統研究,故稱為“泡克耳斯效應”。此類材料在高速光調制、激光調Q、光開關等領域有重要應用。
線性電光效應
當外加電場作用于泡克耳斯材料時,其折射率變化(Δn)與電場強度(E)成正比,即:
$$ Delta n = -frac{1}{2}n r E $$
其中 ( n ) 為材料折射率,( r ) 為電光系數。該效應源于電場引起的晶體晶格畸變,導緻光學各向異性改變。
材料分類
利用電場控制材料折射率,實現光信號的強度、相位或偏振調制,廣泛應用于光纖通信系統。
作為Q開關核心元件,通過電場快速改變諧振腔損耗,産生高功率脈沖激光。
電場敏感特性使其適用于高精度電場/電壓傳感,如高壓輸電線監測。
特性 | 泡克耳斯材料 | 克爾材料 |
---|---|---|
效應類型 | 線性電光效應(Δn ∝ E) | 二次電光效應(Δn ∝ E²) |
響應速度 | 皮秒級(更快) | 納秒級 |
驅動電壓 | 較低(通常<10 kV) | 較高(需強電場) |
典型材料 | LiNbO₃, KDP, GaAs | 硝基苯, 液晶 |
Saleh, B.E.A., & Teich, M.C. Fundamentals of Photonics(光子學基礎), Wiley.
IEEE Journal of Quantum Electronics, "Electro-Optic Materials for High-Speed Modulators"(高速調制器用電光材料).
Applied Physics Letters, "LiNbO₃ Modulators in 5G Networks"(铌酸锂調制器在5G網絡中的應用).
泡克耳斯材料(Pockels material)是一類具有線性電光效應的晶體或介質,其折射率隨外加電場線性變化。以下為詳細解釋:
泡克耳斯材料的核心特性是泡克耳斯效應(Pockels effect),即材料在電場作用下産生雙折射現象,且折射率變化(Δn)與電場強度(E)成正比,數學表達式為: $$ Δn = gamma cdot E $$ 其中γ為材料的電光系數。該效應僅存在于非中心對稱晶體(如铌酸锂、磷酸二氫鉀等)或特定極化介質中。
泡克耳斯效應為線性電光效應(Δn ∝ E),而克爾效應為二次非線性效應(Δn ∝ E²),前者適用于高頻電場場景,後者常見于液體或各向同性介質。
如需進一步了解具體材料參數或應用案例,可參考、3、4中的實驗描述及理論分析。
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