电光效应及其应用

---

电光效应有两种：

(1)克尔效应 克尔于1875年第一个发现电光效应，即某些各向同性的透明介质在外加电场作用下变为各向异性，表现出双折射现象，介质变成具有单轴晶体的特性，其光轴沿电场方向。

设n_∥与n_⊥分别为介质在外加电场后，光的电矢量平行和垂直电场方向时的折射率，实验表明：

△n=n∥－n₁=λ。KE²

式中λ₀为光在真空中的波长，K称为克尔常数。

克尔效应最重要的特点是几乎没有延迟时间，即它随著电场的产生与消失很快地产生和消失。

利用克尔效应可以制成光开关及光调制器(常称为克尔开关及克尔调制器)，其基本原理如下图所示，两偏振镜N₁与N₂呈正交，并且它们的偏振取向最好与电场方向分别成±45°角。

克尔盒为盛有介质的二端透光的容器，内有长为1、间隔为d的两平行板电容器作为电极。两极加不同电压时，透过N₂的光强随之作相应变化。使电压分别取O和(此时有最大的光强通过N₂)值时，克尔盒就可用作电光开关了。若在电极上加调制信号电压，则有与信号变化相应的光强通过析偏镜，此时克尔盒变成光调制器。

现已发现有实用价值的是克尔常数较大的材料有硝基笨C₆H₅NO₂、硝基甲苯C₇H₇NO₂、混合晶体铌酸钽钾(KTa_0．65Nb_0．35O₃简称KTN)及钛酸钡(BaT₁O₇)等。

(2)泡克耳斯效应铷1893年泡克耳斯发现另一种电光效应，即有些晶体(特别是压电晶体)，它们是各向异性的无对称中心的晶体，在外电场作用下可改变它们的各向异性的性质，称之为泡克耳斯效应。该效应与电场的关系是线性的。类似地，泡克耳斯盒也可作为光开关及光调制器。

制作泡克耳斯盒的材料有磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄，简称ADP)和磷酸二氢钾(KH₂PO₄，简称KDP)、磷酸二氘钾(KD₂PO₄，简称KD^*P)、钽酸锂、磷酸二氢铷、铌酸锂、钛酸钡以及铌酸钡钠等。