Продольный электрооптический эффект

Модуляция света на основе продольного электрооптического эффекта в деформированной пластине керамики. [c.3]

Д44), которая для всех известных кристаллов, кроме PMN, близка к нулю. В последних наблюдается значительный продольный электрооптический эффект, что делает их весьма перспективными для применения в электро- [c.92]

Продольный электрооптический эффект [c.138]

Таким образом, показатели преломления и направления поляризации собственных мод зависят от направления проекции Ef вектора напряженности электрического поля. Кроме того, из (7.23) следует еще одно отличие от случая продольного электрооптического эффекта. При продольном эффекте электрическое поле изменяет разность фаз между собственными модами Аф, что ведет к изменению состояния поляризации световой волны на выходе из кристалла. В то же время фаза волны, определяемая средним показателем преломления (% + 4- 2)/2, не изменяется. Однако когда свет распространяется вдоль оси [1101, электрическое поле изменяет средний показатель преломления в соответствии с (7.23). Это приводит к тому, что изменяется не только состояние поляризации, но и фаза световой волны на выходе из кристалла (см. формулу (7.20)). [c.140]

Здесь и — коэффициенты, зависящие от направления распространения света, кроме того, зависит от направления поперечной составляющей поля Е< (z). В соответствии с разделом 7.3> 1,2 О когда свет распространяется вдоль оси [1001 (продольный электрооптический эффект), а 5i,2 = О в случае, когда направление распространения света совпадает с осью [1101 (поперечный электрооптический эффект). [c.142]

Из(7.58), как и из рассмотрения импульсного отклика среды с продольным электрооптическим эффектом в главе 3, следует, что ампли- [c.148]

Рис. 7.5. Зависимость амплитуды модуляции фазы 9 ,2 от пространственной частоты V для продольного электрооптического эффекта, d, = 5 мкм 2 = 500 мкм Ei = 3 Е2 = 56 do, мкм I — О, 2 — 25, J — 50, 4 — 100, 5 —

Таким образом, в рассматриваемом случае в пределе больших частот амплитуда модуляции света не зависит от положения плоскости заряда в объеме кристалла и обратно пропорциональна пространственной частоте. Сравнивая (7.67) с аналогичной формулой (7.59) для продольного электрооптического эффекта, отметим, что эти формулы совпадают с точностью до различий в электрооптических коэффициентах Л],2 и Bi,2, когда при продольном эффекте Zq = О, т. е. заряд располагается на поверхности кристалла. Как отмечалось, выше, при таком положении заряда нет компенсации модуляции, приобретаемой светом в различных частях кристалла. С этим в. (7.59) связан множитель е- . При поперечном электрооптическом [c.152]

В случае использования продольного электрооптического эффекта максимальная амплитуда модуляции считывающего света при заданной плотности заряда а может быть получена, если весь заряд сосредоточен на поверхности электрооптического кристалла, изолированного от электрода диэлектрической прослойкой. Значение дифракционной эффективности для этого случая можно получить, воспользовавшись формулами (7.43), (7.58), положив = 0. Для того чтобы использовать (7.58) для оценки в максимуме передаточной характеристики, который в данном случае находится при V = О, подставим (7.70) в (7.58) и сделаем предельный переход К = 2.TXV -> 0. В результате (см. раздел 3.3) при т = 1 получим [c.155]

Принимая во внимание электрооптику для кристалла со срезом (110) получим, что S будет приблизительно в 1.5 раза меньше по сравнению с (7.72). Как и в случае продольного электрооптического эффекта, S" , согласно (7.72), уменьшается с увеличением толщины кристалла da и уменьшением его диэлектрической проницаемости г . [c.156]

В общем случае /г+ и tiL определяются компонентами электрической восприимчивости вещества, т. е. теми же физическими процессами, от которых зависит поляризация вещества. Для выбранного вещества и п1 зависят от приложенных внешних постоянных электрического и магнитного полей и т. д. Если разность пХ и п1 становится отличной от нуля вследствие наложения электрического поля, в общем случае имеем дело с электрооптическими эффектами. Если же разность п+ и п- определяется действием постоянного магнитного поля, то в общем случае имеем дело с магнитооптическими эффектами, которые принято разделять на продольные и поперечные в зависимости от того, совпадает ли направление силовых линий магнитного поля с направлением распространения света или является перпендикулярным к нему. В случае продольного наблюдения, если различие в показателях поглощения /с+ и к для двух циркулярных составляющих невелико, наблюдается поворот плоскости поляризации линейно-поляризованного света, называемый эффектом Фарадея или магнитооптическим вращением (МОВ). Если различие в показателях поглощения и к существенно, то наблюдается магнитный циркулярный дихроизм (МЦД). В общем случае, когда имеет место различие и в и п , и в и к , линейно-поляризованный свет становится эллиптически-поляризованным при этом МОВ соответствует угол поворота эллипса поляризации, а МЦД — изменение эллиптичности, т. е. отношения составляющих по главным осям эллипса поляризации. [c.194]

Феноменологическое рассмотрение электрооптического эффекта в кристаллах с точечной группой симметрии тЗт предсказывает существование поперечного вдоль направления [001] и продольного вдоль направления [011] квадратичных электрооптических эффектов. Величина продольного эффекта определяется разностью (i u — Rn [c.92]

Понятия продольного и поперечного электрооптических эффектов, а также полуволнового напряжения широко используются прк поляризационных методиках исследования электрооптических сред и описании электрооптических модуляторов света. Вообще говоря, эти понятия используются и при изучении фоторефрактивных кри-.сталлов, однако в таком случае они приобретают некоторые новые оттенки. Связано это с тем, что электрооптический эффект возникает не во внешнем приложенном поле, а во внутренних полях, образовавшихся в кристалле в результате освещения записывающим светом, а также с тем, что практически всегда рассматривается неодно- [c.17]

Из (3.6) следует, что при распространении света вдоль 2 или у можно использовать лишь поперечный электрооптический эффект, а вдоль X — только продольный. Решетка поля, а следовательно, и показателя преломления сдвинута на четверть периода относительно решетки заряда. [c.34]

Из этого уравнения видно, что на форму сечения оптической индикатрисы влияют только компоненты Ех и Еу созданного в кристалле электрического поля. Они ортогональны к направлению распространения света в кристалле, и их принято называть поперечными. Поскольку продольная компонента поля не влияет на величину показателей преломления и на состояние поляризации собственных мод, говорят, что при распространении света вдоль оси кубического кристалла [ПО] наблюдается лишь поперечный электрооптический эффект. [c.139]

Таким образом, при распространении света вдоль оси [111] на показатели преломления оказывает влияние как поперечная компонента электрического поля Е(, так и продольная — Ez- Однако роль этих компонент с точки зрения влияния на проходящий через кристалл свет различна. Продольная компонента изменяет лишь среднее значение показателей преломления и, следовательно, вызывает изменение фазы прошедшей через кристалл световой волны, но не влияет на состояние ее поляризации. Поперечная компонента Ej изменяет состояние поляризации, но не влияет на фазу. Кроме того, направление вектора поперечной составляюш,ей Ej определяет в соответствии с (7.25) ориентацию главных осей сечения индикатрисы и, следовательно, направление поляризации собственных мод световой волны. При повороте вектора Ej без изменения его величины сечение индикатрисы поворачивается в два раза медленнее, не изменяя формы. Например, если Ej изменяет направление на противоположное, большая и малая полуоси сечения меняются местами. Это означает изменение прираш,ений показателей преломления на противоположное, как это и должно иметь место при линейном электрооптическом эффекте. [c.141]

Если изменение показателя преломления среды, происходящее под действием статического электрического поля, линейно зависит от его напряженности, то данный электрооптический эффект (эффект Поккельса) находит применение как в поперечных (поле перпендикулярно направлению распространения света), так и в продольных (направление поля и распространения света совпадают) амплитудных модуляторах света, в частности в качестве оптического затвора в лазерах (ячейка Поккельса). [c.209]

Рассеяние света в полностью поляризованном электрическим полем образце крупнозернистой сегиетокерамики минимально в направлении ее поляризации. В этом случае свет рассеивается в наименьшем телесном угле (рис. 2.12). Угол растет с деполяризацией керамики или с изменением направления вектора Р по Отношению к направлению распространения светового пучка. В связи с этим различают два метода переключения образца из состояния с минимальной рассеивающей способностью в полностью поляризованное состояние с направлением вектора поляризации, ортогональным исходному, и в деполяризованное состояние. Если первый метод реализуется в схеме поперечного электрооптического эффекта [Три изменеиии полярностей напряжений на парах электродов с обих сторон образца (см. рис, 2.6,6), то для реализации второго метода используется обычно схема продольного электрооптического эффекта, а деполяризация обеспечивается импульсом электрического П0.1Я обратной полярности половинной амплитуды (по отношению к импульсу исходной поляризации). Возможно также пе-реклю>)ение ЭОК в полностью деполяризованное, т. е, в термически деполяризованное состояние путем воздействия на образец высокочастотного электрического поля малой амплитуды (см. подпараграф 2.2.6), причем этот метод реализуем в схемах и поперечного, и продольного эффектов. [c.72]

В кристаллической пластине ПВМС используется продольный электрооптический эффект. Из материалов для этих целей наибольшее распространение получил нйобат лития г-среза с осью г, ориентируемой вдоль нормали к плоскости пластины. В этом случае полуволновое напряжение V, ,— (noV 3)- =3lOO В, а необходимая для него плотность заряда ц X = [c.198]

Для того чтобы найти пространственное двумерное распределение амплитуды света на выходе Лои1 требуется более общий подход. В случае тонких пластинок эта проблема решена в общем виде. В работе [1.26] показано, что соотношение между выходным и входным сигналом определяется некоторым тензором, который является линейной функцией интёнсивности записывающего света / (х, у). Для продольного электрооптического эффекта подобных сложностей нет, так как направление поля везде по кристаллу одинаково (вдоль, оси г). Задача упрощается также и в случае поперечного электрооптического эффекта, если пространственные частоты в изображении отличаются существенным образом, например, когда v/ 1 или v/ 1, а также при исходно большом начальном двупреломлении — По tie) > Ап х, у). [c.19]

В отличие от главы 3, где рассматривалось электрическое поле в элек--трооптическом кристалле без учета в явном виде граничных условий, здесь нам необходимо в достаточно общем виде учесть ограниченность кристалла по толщине, наличие в структуре модулятора электродов и диэлектрических слоев, для чего необходимо ввести соответствующие граничные условия. Как будет показано ниже, результаты, полученные в главе 3 и в данном разделе для попереч- ного электрооптического эффекта, совпадают в пределе больших пространственных частот, когда vd > 1. Вместе с тем граничные условия существенно влияют на форму передаточной характеристики при малых пространственных частотах и особенно в случае продольного электрооптического эффекта, для которого при неограниченном кристалле пространственная модуляция света вообще невозможна. [c.146]

Напомним ещё раЗ с чём связаны основныё различия в зависимостях амплитуды модуляции света от положения заряда в кристалле при продольном и поперечном электрооптических эффектах. Из (7.66) следует, что в точках кристалла, симметричных относительно плоскости заряда (в нашем случае в точках (х, z) и (х, —z)), продольные и поперечные компоненты поля равны по модулю. Продольные компонеты в этих точках имеют противоположные знаки, а поперечные — одинаковые. В силу этого при интегрировании (7-56) набег фаз, которые получает световая волна при распростралени в кристалле за счет продольного электрооптического эффекта слева от плоскости заряда, полностью компенсируется набегом фаз, которые свет приобретает справа от этой плоскости. В результате для продольного эффекта (pi, = 0. когда заряд находится в центре кристалла. В силу того что поперечные компоненты имеют одинаковые знаки слева и справа от плоскости заряда, при поперечном электро-оптическом эффекте такой компенсации нет. Поэтому в результате интегрирования (7.62) получаем ф1,2 =5 0. [c.152]

Таким образом, анализатор позволяет увеличить сигнал/шум в (То + sin Афо) раз. Для достижения максимального его значения необходимо, чтобы в среднем двулучепреломление как самого кристалла ПВМС, так и других оптических элементов, через которые проходит считывающий свет до анализатора, было минимальным. На практике применением анализатора удается достичь степени подавления ореола в 10 —10 раз. При этом в ПВМС с продольным электрооптическим эффектом применяются специальные меры для компенсации среднего двулучепреломления, а в ПВМС с поперечным эффектом такая компенсация происходит автоматически. [c.157]

При изготовлении модулятора ПРОМ пластина вырезается из кристалла так, чтобы нормаль к ее поверхности совпадала с осью кристалла [100]. Пластины такого среза дают возможность использовать для модуляции света продольный электрооптический эффект см. раздел 7.3). Как правило, пластины изготавливаются не плоскопараллельными, а в виде клина, с углом между поверхностями порядка Г. Это делается, чтобы избежать попадания отраженного от поверхности кристаллической пластины света в область, где формируется считываемое изображение. Пластины могут быть изготовлены различной средней толщины, как правило, от 0.25 до 1 мм. После обработки поверхностей до оптического качества пластина покрывается изолирующими диэлектрическими слоями полипараксилилена. Их толщина Зч-lO мкм. Затем на слои диэлектрика с двух сторон наносятся прозрачные электроды. Они изготавливаются вакуумным напылением Pt или 1ПзОз. [c.161]

Механизм явления связан с образованием в полупроподиико-вом кристалле под действием экспонирующего излучения относительно неподвижного объемного заряда положитель([0 заряженных доноров, в то время как подвижные электроны (их подвижность в 10 раз больше подвижности дырок) накапливаются вблизи положительного электрода. При достаточной толщине объемного заряда (170. .. 100 мкм) поперечная составляющая электрического поля, обра,дуемая градиентами освещенности в поперечном ссчении светового пучка (в плоскости полупроводниковой пластины), при указанном выше срезе кристалла приводит к эффективному изменению его показателя преломления в результате поперечного электрооптического эффекта. Характерно, что продольная составляющая поля в этом случае не приводит к модуляции света. В результате наблюдается подавление в преобразованном изображении крупных деталей и подчеркивание мелких, для которых действие поперечного электроонти ческого 1го (Я выражается сильнее. Соответстве1пго дифракционная Эффективность модуляции света спадает здесь на более высоких пространственных частотах. [c.139]

Наряду с продольным линейным электрооптическим эффектом в кристаллах НБС имеет место достаточно сильный квадратичный электрооптический эффект [13, 15, 35]. Если линейный эффект наблюдается только при температурах ниже сегнетоэлектрического фазового перехода, то квадратичный, возникая при температурах, несколько ниже температуры перехода, существует значительно выше температуры Кюри, когда материал находится в неполярной фазе (рис. 4.13). Такое преобразование линейного электрооптического эффекта в квадратичный в области фазового перехода можно было бы связать с переходом кристалла в центросимметричную фазу, где линейные эффекты равны нулю, однако, согласно данным [6], кристаллы НБС не имеют центросимметричной фазы. Следует отметить, что линейный электрооптический эффект зависит от направления Р и в полидоменном кристалле может иметь место только квадратичный эффект. Наличие только квадратичного эффекта означает, что либо остаточная поляризация связана с неравнозначными размерами доменов, либо число их невелико [15]. [c.120]

Основное отличие ПВМС ПРИЗ от ПРОМа и большинства других электрооптических модуляторов заключается в том, что в ПРИЗе для модуляции считывающего света используется не продольный, а поперечный электрооптический эффект [8.31—8.33]. [c.169]

Как ясно из описания конструкции ПВМС ПРИЗ, с помощью Электродов в ФРК создается продольное внешнее электрическое поле. В данном случае это поле не может изменить поляризацию считывающего света, так как при ориентации пластин (П1) и (ПО) наблюдается только поперечный электрооптический эффект. Внешнее поле необходимо лишь для формирования пространственного неоднородного заряда во время действия записывающего света, т. е. для записи изображений. [c.170]

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]

Во всех электрооптических ПВМС, рассмотренных выше, для записи изображений в структуре модулятора с помощью пары прозрачных электродов создавалось продольное внешнее электрическое поле. Здесь мы кратко рассмотрим ПВМС, в которых запись информации осуществляется в кубических ФРК типа BSO при поперечном внешнем электрическом поле, а считывание — за счет поперечного электрооптического эффекта. При этом геометрия записи и считывания, т. е. взаимные ориентации внешнего поля, кристаллографических осей и направлений распространения света, совпадает с той, которая используется для голографической записи (см. главу 4). [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...