
【化】 electro-optic crystal
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
【醫】 luminescent crystal
電光晶體(Electro-optic crystal)是指在外加電場作用下能夠産生折射率變化的光學材料。這類晶體基于電光效應(Electro-optic effect)實現光波相位、偏振或強度的調制,是光通信、激光技術和量子光學領域的核心元件。
基本定義與物理機制
電光晶體的核心特性源于泡克爾斯效應(Pockels effect)和克爾效應(Kerr effect)。其中泡克爾斯效應表現為折射率與外加電場呈線性關系,主要存在于無中心對稱的晶體中,如铌酸锂(LiNbO₃);克爾效應則為折射率與電場平方成正比,常見于液體或各向同性固體。其數學表達式為:
$$
Delta n = n_0 r E + n_0 s E
$$
式中,( r ) 和 ( s ) 分别為線性與非線性電光系數。
典型應用場景
晶體類型 | 英文名稱 | 電光系數(pm/V) |
---|---|---|
铌酸锂 | Lithium Niobate | ( r{33}=30.8 ) |
磷酸二氫鉀 | KDP | ( r{41}=8.6 ) |
钽酸锂 | Lithium Tantalate | ( r_{33}=25.2 ) |
數據引自《Handbook of Nonlinear Optical Crystals》第四版。
電光晶體是一種在外加電場作用下折射率發生變化的晶體材料,其核心特性源于電光效應。以下從定義、效應分類、材料特性及應用領域進行綜合說明:
電光晶體(electro-optical crystal)指具有電光效應的晶體材料。當施加外電場時,晶體内部電荷分布改變,導緻折射率變化,從而影響光的傳播特性(如相位、偏振态等)。
線性電光效應(泡克耳斯效應)
發生于不具有對稱中心的晶體中,折射率變化與電場強度成線性關系,調制電壓較低。典型材料包括铌酸锂(LiNbO₃)、磷酸二氫鉀(KDP)等。
二階電光效應(克爾效應)
常見于各向同性介質或任意對稱性晶體,折射率變化與電場強度的平方成正比,通常需要較高電場強度。例如硝基苯等液體介質。
光子晶體通過周期性結構調控光傳播,而電光晶體依賴電場改變材料折射率。兩者原理不同,應用場景亦有差異。
如需進一步了解具體材料參數或技術細節,可參考道客巴巴和搜狗百科的原始資料。
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