Оптические и электрооптические свойства

Оптические и электрооптические свойства [c.29]

Оптические и электрооптические свойства. Эффективный электрооптический коэффициент Гс для кристалла, к которому поле Е приложено вдоль оси с, а свет распространяется вдоль оси а, дается выражением [c.253]

Оптические и электрооптические свойства. Кристаллы составов А, В VI С (см. табл. 6.12) — двуосные, оптически [c.274]

Таким образом, совокупность исключительно высоких сегнетоэлектрических, пьезоэлектрических, оптических, электрооптических, нелинейных и упругих свойств кристаллов ниобата бария-натрия дает возможность применять их как в лазерных системах связи, так и в других областях науки и техники [8—16]. [c.176]

Различные физические явления оказываются часто очень тесно связанными. Выше мы уже видели, как электрическая поляризация связана с тепловыми и механическими воздействиями (пироэффект и пьезоэффект). Электрическая поляризация обуславливает многие оптические свойства кристаллов, а ее изменения (под действием внешнего или спонтанного поля) приводят к изменению их оптических характеристик. Явления, обусловленные связью электрических и оптических свойств, носят название электрооптических. В некоторых кристаллах эта связь выражена довольно сильно, что позволяет использовать их электрооптические свойства на практике. Такое применение стало особенно широким последнее время в связи с развитием квантовой электроники электрооптические кристаллы применяются для управления пучками мош,ных когерентных источников света (квантовых генераторов) — лазеров. [c.186]

Из всего многообразия физических свойств важнейшими свойствами, характеризующими вещество как диэлектрик, являются электрические — поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и т. д. Многие годы диэлектрики применялись в основном как изоляторы. Поэтому наибольшее значение имели их малые электропроводности и диэлектрические потери, высокая электрическая прочность. В современных условиях диэлектрики используют не только в качестве пассивных элементов различных электрических схем. С их помощью осуществляют преобразование механической и тепловой энергии в электрическую (пьезоэлектрики и пироэлектрики). Ряд диэлектриков находит применение для детектирования, усиления, модуляции электрических и оптических сигналов. При этом важную роль играют такие свойства, как фотоэффект, электрооптические и гальвано-магнитные явления. [c.271]

В жидких кристаллах наблюдается много электрооптических эффектов. Большинство из них состоит в том, что оптические свойства жидких кристаллов изменяются в присутствии внешнего электрического поля. У молекул жидких кристаллов была обнаружена тенденция поворачиваться таким образом, чтобы максимум диэлектрической проницаемости имел место в направлении внешнего электрического поля. Поскольку сам жидкий кристалл весьма анизотропен, любое изменение в его структуре легко обнаружить оптическими средствами. В жидком кристалле постоянная времени переориентации молекул имеет величину порядка 10 с и зависит от вязкости. [c.288]

Нелинейные оптические устройства обладают многими интересными свойствами. К ним относятся дифференциальное усиление и бистабильность (гистерезис), которые можно наблюдать, например, исследуя пропускание интерферометра Фабри — Перо, содержащего пары Na, облучаемые светом непрерывного лазера на кра- сителях [3]. Бистабильные устройства обычно работают в режиме больших мощностей, когда среда ведет себя нелинейно. Если нелинейность среды увеличивается за счет резонансных электронных переходов, то полоса оказывается очень узкой. В дальнейшем мы обсудим ряд электрооптических устройств с искусственно созданной нелинейностью, характеристики которых аналогичны оптическим устройствам с естественной нелинейностью. Обладая теми же нелинейными свойствами, они позволяют избежать ряд трудностей при решении задач, связанных с нелинейной природой. [c.321]

В гл. 9 было показано, что при взаимодействии световых пучков со звуковой волной в фотоупругой среде возникает много интересных явлений. Эти явления (например, брэгговская дифракция) могут быть использованы при создании модуляторов света, дефлекторов пучков, перестраиваемых фильтров, анализаторов спектра и устройств обработки сигналов. Использование акустооптического взаимодействия позволяет модулировать лазерное излучение или обрабатывать с высокой скоростью информацию, переносимую излучением, поскольку при этом отпадает необходимость в использовании каких-либо механических перемещающихся элементов. Это свойство аналогично электрооптической модуляции с той лишь разницей, что при акустооптическом взаимодействии вместо постоянных полей применяются ВЧ-поля. Последние достижения в применениях акустооптических устройств обусловлены главным образом наличием лазеров, которые генерируют интенсивные когерентные световые пучки, развитием эффективных широкополосных преобразователей, генерирующих упругие волны с частотами вплоть до микроволновых, а также открытием веществ, обладающих замечательными упругими и оптическими свойствами. В данной главе мы изучим различные устройства, основанные на брэгговской дифракции. Будут рассмотрены их характеристики пропускания, эффективность дифракции, рабочая полоса частот и другие параметры. [c.393]

Необходимо отметить, что отношения S o/So, входящие в выражения для электрооптических и нелинейно-оптических коэффициентов, у приведенного ряда соединений остаются приблизительно постоянными. Среднее значение o/ S o = (6 0,5)10 эВ м Отсюда можно сделать заключение, что различные материалы, содержащие октаэдры ВОб, имеют близкие дисперсионные свойства показателей преломления. [c.341]

Явление анизотропии кристаллов есть результат периодического решетчатого строения. В конечном счете с этим связано и то, что кристаллы могут иметь такие электрические и оптические свойства, которые аморфным телам (по крайней мере в естественном состоянии) совсем не присущи. Другими словами, в некоторых естественных кристаллах сама природа обеспечивает возможность пироэлектрических, пьезоэлектрических, электрооптических и других явлений, тогда как в аморфных диэлектриках эти явления вообще не могут возникнуть или возникают лишь в результате внешних искусственных воздействий. К этому надо добавить, что указанные физические свойства, специфические для естественного состояния, выражены в кристаллах более четко и их можно использовать с большей надежностью, чем свойства, приданные аморфным веществам искусственно. Именно поэтому на практике в подавляющем числе случаев употребляют естественные кристаллы, обладающие пиро-или пьезоэффектом, электрооптическими и другими нужными свойствами. [c.8]

Квадратичный электрооптический эффект (как, [например, электрострикция), являясь эффектом второго порядка, дает, вообще говоря, малые (по сравнению с линейным электрооптическим эффектом) изменения оптических свойств диэлектриков. Вместе с тем для полярных жидкостей (квадратичный электрооптический эффект в этом случае, как уже указывалось, носит название эффекта Керра) и для сегнетоэлектриков этот эффект (так же как и электрострикция) может быть значителен. В кристаллах линейных диэлектриков, обладающих пьезоэффектом, квадратичным электрооптическим эффектом можно пренебречь по сравнению с линейным. Укажем, что в переменном электрическом поле частоты / за счет квадратичного электрооптического эффекта оптические свойства кристалла меняются с частотой 2/. [c.195]

Искусственная анизотропия. Наряду с анизотропией, обусловленной свойствами среды, под действием внешних полей возникает наведенная (искусственная) анизотропия. В зависимости от природы внешнего поля различают следующие виды искусственной анизотропии пьезооптический эффект (фотоупругость), электрооптический эффект (линейный и квадратичный), магнитооптический эффект (двойное лучепреломление и оптическая активность). Рассмотрим эти явления последовательно. [c.100]

Известно, что под действием электрических и магнитных полей изменяются оптические свойства кристаллов (электрооптический эффект Поккельса и магнитооптический эффект Фарадея). Эти явления с успехом используются для сканирования полосы пропускания ИПФ по спектру причем электрооптиче- [c.469]

В начале 60-х годов Г. А. Смоленский с сотрудниками [1—4] открыли семейство сегнетоэлектриков сложного состава со структурой перовскита. Позднее некоторые из них были получены в монокристаллическом состоянии, что позволило подробно изучить диэлектрические, оптические и электрооптические свойства этих соединений. Оказалось, что сегнетоэлектрические кристаллы PbsZnNbaOg и PbjMgNbaOg обладают значительным квадратичным электрооптическим эффектом. Отличительной особенностью этих соединений является размытый фазовый переход, который определяет релаксационный характер диэлектрической проницаемости и электрооптического эффекта. Кристалл PbaZnNbaOg и его магниевый аналог могут быть получены достаточно крупных размеров и хорошего оптического качества, что выгодно отличает их от кристаллов КТН. Последнее обстоятельство обусловливает их практическое применение в электрооптических модуляторах и дефлекторах света. [c.66]

Оптические и электрооптические свойства. Показатели преломления BagTiaNbgOso были измерены методом минимального отклонения луча на кристаллических призмах [c.269]

Оптические и электрооптические свойства. Температурная зависимость показателей преломления монокри- [c.279]

Важнейшими электрооптическими эффектами являются эффекты Поккельса и Керра (линейный и квадратичный). Эффект Керра, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как эффект Поккельса имеет место только в нецентросимметричных кристаллах (подобно пьезоэффекту). Оба эффекта широко используются в технике оптической связи и приборостроении для модуляции, переключения и других видов электрического управления световыми сигналами. Электрическое поле изменяет также коэффициент отражения света электроотражение — один из современных методов исследования оптических и динамических свойств кристаллов. [c.29]

Использование пьезоэлектрических и электрооптических свойств в ниобате лития позволяет реализовать в одном волноводе акусто- и электрооптические взаимодействия. При последовательном расположении на поверхности волновода акусто- и электрооптических ячеек получен оптический цифровой коррелятор, реализующий обработку 32-разрядных кодов со скоростью 32 МБит/с. В данной ОИС эталонный код подается на электрооптическую ячейку, состоящую из электродов встречно-штыревого типа. Входные сигналы вызывают генерацию импульсов ПАВ, длина которых o.r ia-сована с длиной встречно-штыревых преобразователей электрооптической ячейки. Единица кодируется высокочастотной ПАВ, а нуль — низкочастотной ПАВ. Умножение выполняется в результате двухкратной дифракции, а инвертирование — с помощью линз . Расположение электродов в ОИС таково, что световой поток, соответствующий совпадающим разрядам выходной посылки, падает на один фотодетектор, а несовпадающий на другой. Полная биполяция корреляции получается после вычитания с помощью электронных цепей выходных сигналов двух фотодетекторов. Вычисление функции корреляции с такой скоростью эквивалентно по быстродействию ЭВМ, выполняющей 2-10 элементарных операций/с. [c.154]

Наиболее важные практические приложения жидких кристаллов основаны на их электрооптических свойствах. Жидкие кристаллы широко используются в электронных часах, калькуляторах, телевизорах в качестве индикаторов и табло для отображения информации и др. В комбинации с фоточ вствительными полупроводниковы 1и слоями жидкие кристаллы применяются в качестве усилителей, преобразователей изображений, устройств оптической обработки информации. В последние годы все более широкое применение находят жидкокристаллические композиты в сочетании с полимерами. [c.50]

В главе 5 рассматриваются кристаллы ниобата бария-натрия (НБН), который позволяет получать 100%-ное преобразование излучения лазера с длиной волны X — = 1,06 мкм во вторую гармонику. В этой главе приведены физико-химические характеристики и фазовые диаграммы этого соединения, указаны возникающие нарушения стехиометрии и перечислены составы, рекомендованные в качестве конгруэнтных. Обсуждаются оптические, электрооптические свойства и эффективность генерации второй гармоники в зависимости от состава, технологии выращивания и термоэлектрической обработки в процессе монодоменизации и раздвойникования этнх кристаллов. Даны краткие описания методик выращивания кристаллов НБН, их монодоменизации и раздвойникования. [c.10]

Более того, квадратичность эффекта в исследованных кристаллах позволяет значительно снизить F /z приложением постоянного смещающего поля. Кристаллы PZN и PMN несколько уступают по своим электрооптическим свойствам кристаллам КТН. Однако технология выращивания оптически однородных кристаллов PZN и PMN значительно проще, чем технология выращивания КТН. Как известно, неоднородность кристаллов КТН является основным препятствием для их практического применения. [c.73]

Использование внутреннего поперечного электрооптического эффекта определяет некоторые существенные отличия ПРИЗа от модуляторов с продольным эффектом по функциональным возможностям и параметрам. Одно из них связано с необычной для светочувствительных регистрирующих сред передаточной характеристикой. Для ПРИЗа она представляется двумерной комплексной нечетной функцией, имеющей нулевое значение в начале координат, как это обсуждалось в разделе 7.5.2 для ПВМС с поперечным электрооптическим эффектом. В результате после записи изображения воспроизводятся в преобразованном, закодированном виде с подавленной нулевой компонентой в фурье-спектре считываемого изображения. Такое преобразование оказывается весьма полезным в некоторых системах оптической обработки информации. Свойство автоматически выполнять преобразование изображений отражено в названии модулятора (ПРИЗ — аббревиатура от преобразователь изображений ). Кроме того, в определенном режиме работы ПРИЗ имеет необычные динамические свойства — так называемый эффект динамической селекции изображений, который будет обсуждаться ниже. [c.171]

Высокая поляризуемость полидоменных сегнетоэлектриков приводит к большой диэлектрической проницаемости, а движение доменов под действием электрического поля обусловливает нелинейные свойства сегнетоэлектриков. Эти свойства находят техническое применение (рис. 6.8). Следует отметить, что, хотя и имеются многие пьезоэлектрики — несегнетоэлектрики (см. 5.2) и многие линейные пироэлектрики (см. 6.2), а также оптические нелинейные и электрооптические несегнетоэлектрические кристаллы (см. гл. 7), наиболее широкое техническое применение находят сегнетоэлектрики. [c.177]

В последнее время в качестве электрооптического материала начали применять оптически прозрачную сегнетокерамику. Обычная керамика непрозрачна. Однако при определенной технологии (например, горячее прессование) можно получить составы очень плотные, рьггоз рьтюз,им.% беспористые и прозрачные, как Д tO ВО so wo стекло. Так изготовляют сегнето- керамику, которая обладает электрооптическими свойствами. [c.259]

В табл. 2 представлены основные группы анализаторов, получивших наибольшее распространение при лабораторном анализе жидких сред и дифференцированных по принципу действия. Каждая из приведенных в таблице групп анализаторов может быть подразделена на подгруппы и виды. Вместе с тем, эти группы условно можно объединить по характеру основного эффекта, используемого в анализаторе, в классы приборов. Так, приборы пп. 1—17 логично отнести к классу механических анализаторов, пп. 18—22 — к тепловым анализаторам, пп. 23— 42 — к оптическим анализаторам, пп. 43—45 — к радиоспектрометрическим анализаторам, пп. 47—54 — к электрохимическим анализаторам, пп. 56—59 — к ра-диоизотопным анализаторам. Можно выделить более крупные классы лабораторных приборов и соответствующие аналитические методы физико-механические (пп. 1-—17 табл. 2) физико-химические (пп. 18—42, 47—54, 63—65) атомно-физические (пп. 43—45, 56—62). Класс оптических анализаторов делится на подклассы магнитооптических (пп. 32, а, 33—36) и электрооптических (пп. 32, б, 41, 43) анализаторов. Среди оптических приборов можно выделять спектральные анализаторы (например, пп. 24 и 31), в которых значение выходного сигнала зависит от взаимодействия излучения с исследуемой жидкостью или от свойств излучения анализируемой среды, а также монохроматические и немонохроматические анализаторы в зависимости от ширины используемой области излучения (близкой к нулю или имеющей существенную ширину). Аналогично можно рассмотреть любой из классов лабораторных приборов. [c.35]

КЕРРА ЭФФЕКТ (электрооптический) состоит в появлении двойного лучепреломления в твердых телах, жидкостях и газах, находящихся в сильном электрич. поле. Диэлектрик внутри плоского конденсатора становится оптически анизотропным, приобретая свойства, аналогичные одноосному кристаллу, ось которого направлена параллельно силовым линиям. Если через такой диэлектрик пропустить линейно поляризован. пучок света с плоскостью поля- " /la/ipiXiHue [c.60]

Вместе с тем явление Керра нашло за последние годы ряд чрезвычайно важных научных и научно-технических применений, осгю-ванных на способности его протекать практически безынерционно, т. е. следовать за очень быстрыми переменами внешнего поля. Таким образом, и по теоретической, и по практической ценности явление двойного лучепреломления в электрическом поле принадлежит к числу крайне интересных и важных. Как уже упоминалось (см. 2), о желательности постановки подобных опытов писал еще Ломоносов (1756 г.) о неудаче попытки обнаружить, влияет ли электризация на преломляющую способность жидкости, сообщает Юнг (1800 г.) и лишь в 1875 г. были выполнены опыты Керра, надежно установившие явление. Керр показал, что многие жидкие диэлектрики становятся анизотропными под действием электрического поля. Опыты с жидкими диэлектриками имеют решающее значение, ибо для жидких веществ деформация, могущая возникнуть под действием электрического поля (электрострикция), не вызывает двойного лучепреломления ), так что в опытах с жидкостью мы имеем электрооптические явления в чистом виде. Описанный Керром эффект стал первым доказательством того, что оптические свойства вещества могут изменяться под влиянием электрического поля. [c.528]

Существует много веществ, оптические свойства которых зависят как от направления распространения, так и от поляризации световых волн. К оптически анизотропным материалам относятся кристаллы, например кальцит, кварц и KDP, а также жидкие кристаллы. Эти материалы характеризуются многими необычными оптическими свойствами, такими, как двойное лучепреломление, оптическое вращение плоскости поляризации, поляризационные эффекты, коническая рефракция, электрооптические и акустооптические эффекты. Анизотропные кристаллы используются во многих оптических устройствах, например в призменных поляризаторах, поляризационных пластинах и в двулучепреломляющих фильтрах. Анизотропные нелинейные вещества используются также для достижения фазового синхронизма при генерации второй гармоники. Таким образом, очевидно, сколь важным для практического применения этих свойств является четкое представление о процессе распространения света в анизотропных средах. Данная глава целиком посвящена изучению распространения электромагнитного излучения в этих средах. [c.78]

Электрооптическая керамика изготовляется методом горячего прессования, благодаря чему имеет весьма высокую плотность (около 7,9) и олиородную структуру, соответствующие л гшей упаковке зерен-кристаллитов. Варьируя состав смеси и режим горячего прессования, можно получить керамику, обладаюту.ю при комнатной температуре теми или иными структурными и оптическими свойствами. [c.61]

Среди различных типов оптически управляемых ПВМС наиболее известны устройства, представляющие собой многослойную Структуру, заключенную между прозрачными электродами. Одним из слоев является фоточувствительнып (обычно полупроводниковый), а другим—электрооптический. В нем непосредственно и осуществляется модуляция света в результате изменения дву-лучепреломления, оптической активности и других оптических свойств при освещении структуры, когда электрические параметры фотопроводника локально изменяются и происходит соответствующее изменение напряжения на других слоях освещенного участка ПВМС. Это структуры на основе электрооптических кристаллов, известные как фототитус , пром , приз , жидких кристаллов, термопластиков, эластомеров и др. [c.125]

Нелинейные свойства сред определяются нелинейной зависимостью их поляризации от амплитуды внешних полей или, что то же самое, зависимостью их восприимчивости х(< ) от внешних полей [1—9] Ранее нелинейные оптические эффекты наблюдались лишь в сильных постоянных полях (линейный электрооптический эффект, эффект Керра, эффект Фарадея и др. [10, 11]). После появления лазеров, являющихся источниками сильных высокочастотных полей, нелинейные эффекты стапи изучаться особенно интенсивно, возникла новая область оптики — нелинейная оптика, изучающая нелинейные свойства различных сред при преобразовании излучения. [c.5]

Высокие электрооптические коэффициенты, во много раз превышающие электрооптические коэффициенты кристаллов группы дигидрофосфата калия и ниобата лития [11, высокие пироэлектрические коэффициенты [2], аку-стооптические [31 и нелинейные [4] свойства твердых растворов ниобатов бария-стронция (НБС) выдвигают эти соединения в число наиболее перспективных материалов. Большие потенциальные возможности присущи кристаллам НБС при использовании их в качестве среды для обратимой оптической памяти [51. [c.101]

ДЛЯ которых не требуется раздвойникования. Диэлектрические, электрооптические и нелинейно-оптические свойства некоторых монокристаллов со структурой тетрагональных вольфрамовых бронз суммированы в табл. 6.10. [c.268]

Фазовая и амплитудная модуляция может осуществляться с помощью электрооптических модуляторов. Действие электро-оптического модулятора основано на следующем принципе некоторые кристаллы, а также жидкости вследствие электроопти-ческого эффекта, в частности эффекта Керра, становятся во внешнем электрическом поле двулучепреломляющими. Это изменение преломляющих свойств под действием внешнего поля может быть использовано для изменения поляризации распространяющегося в среде света, что позволяет осуществить оптическую модуляцию. [c.145]

Интересно рассмотреть также поперечные моды в качестве независимых носителей информационных каналов вместо используемых продольных мод (а может быть, и в дополнение к ним). Как было сказано выше, поперечные моды лазерного излучения представляют собой пучки света, распределение комплексной амплитуды в сечении которых описывается собственными функциями оператора распространения света в соответствующей среде. Фундаментальным свойством мод является сохранение структуры и взаимной ортогональности при распространении в среде. Именно это свойство поперечных мод является основой для построения систем связи с модовым уплотнением каналов. Интерес к поперечным модам как носителям независимых каналов передачи информации связан, во-первых, с постоянным повышением качества производимых многомодовых волокон [см., например, 68], во-вторых, с разработкой методов качественного синтеза дифракционных оптических элементов моданов [19, 27-30], способных эффективно формировать и селектировать поперечные моды лазерного излучения (см. также 6.2 данной книги). Общая теория построения телекоммуникационных систем с уплотнением каналов, основанном на использовании поперечных мод, детально изложена в [19]. Отметим, что селективное возбуждение поперечных мод оптоволокна позволит увеличить пропускную способность линии связи не только за счет параллельной передачи нескольких каналов по одному волокну, но и за счет решения проблемы уширения импульса, вызываемого наличием межмодовой дисперсии [18-20, 6.2.7]. Одна из предполагаемых инженерных реализаций волоконно-оптической связи с использованием селективного возбуждения поперечных мод [19] представлена на рис. 6.53. Пространственный фильтр МА является матрицей электрооптических модуляторов, освещаемых плоской волной когерентного света Рд (х). На матрицу электрооптических модуляторов непосредственно подается вектор промодулированных по времени сигналов 5Д. [c.456]

Этот результат получается как следствие выражения (4.15.7), теорем Парсеваля и свойств свертки. Знаменатель здесь равен площади апертуры. Для систем без аберравд1й интеграл в числителе связан с площадью перекрытия двух функций зрачка Р, сдвинутых относительно друг друга на а и /3 вдоль осей хну соответственно. Можно показать, что наличие аберраций уменьшает ОПФ, хотя при = /3 = 0 ОПФ всегда равна единице. Поскольку Т является фурье-образом вещественной функции, ее вещественная часть Т является четной, а мнимая — нечетной функцией величин а и 0, Модуль функции Т называют модуляционной передаточной функцией (МПФ). Следует заметить, что ОПФ можно определить также для фотоэмульсий, телевизионных камер и других электрооптических приборов. Это особенно важно при конструировании сложных электрооптических систем формирования изображения. Если любую из компонент оптической системы можно описать соответствующей ей ОПФ, то создание сложной электрооптической системы возможно по принципу построения каскада электронных усилителей. [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...