第3讲_调制及电光调制[1](2)

2 x 2 y 2 z 2 2 yz n 1 n 2 n 3 n 4 1 1 2 2 xz 2 2 xy 1 n 5 n 6

由于外电场的作用，折射率椭球各系数 其变化量 可定义为 3

1n 随之发生线性变化，2

1 E 2 ij j n i j 1

式中，γ

ij

称为线性电光系数； i取值1,…,6;j取值1,2 ( 1 ) 1 n2 )2 ( 1 2 n ( 1 ) 3 n2 )4 ( 1 2 n ( 1 ) 5 n2 ) ( 1 2 6 n 11 21 31 41 51 61

,3。上式可以用张量

的矩阵形式表式为： 12 22 32 42 52 62 13 23 Ex 33 E 43 y E 53 z 63

式中， E x , E y , E z 是电场沿 x, y, z 方向的分量。具有 ij 元 素的 6 3 矩阵称为电光张量，每个元素的值由具体的晶体决定， 它是表征感应极化强弱的量。下面以常用的KDP晶体为例进行 分析。 KDP(KH2PO4)类晶体属于四方晶系, 42m点群, 是负单轴晶体, 因此有 n x n y n0 , n z ne , 且n0 ne , 这类晶体的电光张量为:

0 0 0 ij 41 0 0

0 0 0 0

520

0 0 0 0 0 63

磷酸二氢钾(KDP),磷酸二氘钾(DKDP)由于其拥有 优越的紫外透过,高损伤阈值,双折射系数高等特性, 被广泛地应用在多种工业用途(其非线性系数偏低)。 这两种晶体通常被用于做Nd:YAG激光器的二、三、 四倍频器件(室温条件下)。另外，它们也具有电 光系数高的特点，故也被用于制作Q开关等。

41 52 因此，这一类晶体独立的电光系数只有 41和 63 而且，两个，可得： 1 1 2 0, 2 41 Ex n 1 n 4 1 1 2 41 E y 2 0, n 5 n 3 1 2 0, n 2 1 2 63 Ez n 6

由此得到晶体加外电场 E 后的新折射率椭球方程式:

x2 y 2 z 2 2 2 2 41 yzEx 2 41 xzE y 2 63 xyEz 1 2 n0 n0 ne由上式可看出, 外加电场导致折射率椭球方程中“交叉”项的出现, 说明加电场后, 椭球的主轴不再与 x, y, z 轴平行, 因此, 必须 找出一个新的坐标系, 使上式在该坐标系中主轴化, 这样才可能

确定电场对光传播的影响。为了简单起见, 将外加电场的方向平

Ez E , 行于轴 z ,即

Ex E y 0

, 于是：