Поперечный электрооптический эффект

Модуляция света на основе поперечного электрооптического эффекта [c.63]

Если применяется геометрия поперечного электрооптического эффекта, то [c.16]

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]

Особые комментарии нужно сделать по поводу использования показателей преломления в качестве характеристических параметров в случае записи.двумерных изображений. В частности, трудности возникают для поперечного электрооптического эффекта. [c.18]

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]

Поперечный электрооптический эффект [c.139]

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]

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]

Т. е. приращения фаз зависят только от разности потенциалов между точками на противоположных поверхностях кристалла, через которые проходит луч света. В случае поперечного электрооптического эффекта [c.143]

Для поперечного электрооптического эффекта зависимость Ф1,2 (Ю в пределе больших пространственных частот может быть получена из (7.63). Для этого в (7.63) пренебрегаем величинами порядка е (rf2-zo)H е . Это равносильно предположению, что период решетки достаточно мал по сравнению с расстоянием от заряда до любого из двух электродов, имеющих координаты z = О и z = [c.152]

Рассмотрим теперь объемное распределение заряда для случая поперечного электрооптического эффекта. Как и раньше, будем полагать, что электрооптический кристалл включен в двухслойную структуру, показанную на рис. 7.4, а заряд находится в объеме кристалла в слое толщиной da, примыкающем к границе раздела между кристаллом и изолирующим слоем 1. Заряд представляет собой синусоидальную зарядовую решетку с амплитудой р, которая постоянна по толщине заряженного слоя. Зависимости ф1,з можно получить, просуммировав вклады в модуляцию света всех слоев объемного заряда. Для этого проинтегрируем (7.67) по переменной Zo и получим [7.10] [c.153]

Рис. 7.6. Зависимость амплитуды модуляции фазы от пространственной частоты V для поперечного электрооптического эффекта, rfj = 0 da = 500 мкм = 56 d, мкм / — 200, 2 — 100, 3 — 50, 4 — 25.

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]

Геометрия поперечного электрооптического модулятора приведена на рис. 8.2. При данной напряженности электрического поля такая структура позволяет обеспечить большую длину взаимодействия. Модулирующее поле является поперечным относительно направления распространения оптического пучка. Ограничиваясь рассмотрением только линейных электрооптических эффектов, можно показать, что изменение показателя преломления, индуцированное электрическим полем, пропорционально напряженности поля Е. Электрически индуцированное изменение фазы (или фазовая за- [c.303]

Электрооптический эффект используется также для отклонения световых пучков [10]. На рис. 8.19 иллюстрируется принцип действия такого отклоняющего устройства. Представим себе оптический волновой фронт, падающий на кристалл, в котором длина оптического пути зависит от поперечной координаты х. Этого можно достичь, если сделать так, чтобы скорость распространения (т. е. показатель преломления п) зависела отх, как на рис. 8.19. Если пока- [c.333]

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]

Ряс 2 6 Схема эксперимента (о) по исследованию свойств ЭОК и характерная геометрия электродов для поперечного электрооптического эффекта (б), пр( -дольного И" краевого (s) и эффсктл асимметричной лсформаиии (г) [c.63]

Во всех случаях образец располагается между скрещенными поляроидами. Линейно поляризованный пучок света распространяется вдоль нормали к поверхности пластины. Для обеспечения максимальной глубины модуляции оси поляроидов составляют 45 i o отношению к направлению вектора электрического поля, т, е. к выделяемой им оптической оси в пластине ЦТСЛ-керамики. Тогда интенсивность света, регистрируемого ФЭУ за аигпизато-ром, как и в случае поперечного электрооптического эффекта Поккельса, [c.64]

Рис. 2.9 Схема адресации световых клапанов на ЭОК с использованием поперечного электрооптического эффекта-ощью встречно-штыревых s. [c.66]

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]

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]

В этом отношении представляется интересным исследование электрооп-тического эффекта в сильных переменных полях. В работе Н. Н. Край-ник и др. [21] поляризационно-оптическим методом исследовался поперечный электрооптический эффект магнониобата свинца в переменных электрических полях до 20 кВ/см в интервале частот 2 10 10 Гц [c.79]

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 разделе 4.6 было показано, что в геометрии эксперимента, соответствующей использованию ФРК в ПВМС, в кристаллах типа BSO при записи изображений у отрицательного электрода формируется положительно заряженный слой. Плотность заряда и толщина заряженного слоя зависят от экспозиции W. Таким образом, при неоднородном освещении кристалла записывающим светом как толщина слоя, так и плотность заряда в нем оказываются пространственно промодулированными. В разделе 7.5 будет рассмотрен пример вычисления амплитуды модуляции считывающего света для конкретной модели распределения заряда в кристалле. Здесь мы качественно проиллюстрируем, как амплитуда модуляции считывающего света изменяется в процессе записи периодической решетки в ПВМС, использующем поперечный электрооптический эффект. Для простоты предположим, что записывается периодическая решетка в виде меандра. При записи в кристалле у отрицательного электрода появляется положительный заряд. От величины экспозиции записывающим светом Wo зависят плотность заряда и толщина заряженного слоя кристалла, которые определяют напряженность поперечных компонент электрического поля и, следовательно, амплитуду модуляции считывающего света А. [c.131]

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]

Ha рис. 7.6 показаны зависимости ф1,а (К), рассчитанные по 7.68), (7.69), для различных значений толщины слоя заряда da-Другие параметры, входящие в (7.69), взяты типичными для ПВМС ПРИЗ, в котором используется поперечный электрооптический эффект в кристаллах BSO di = О, da = 500 мкм, = 56. При достаточно малых пространственных частотах (v < 1 лин/мм на [c.153]

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]

Обычно в этом оптически управляемом ПВМС в качестве активного элемента используются кубические ФРК типа BSO. Поперечный электрооптический эффект в таких кристаллах максимально проявляется, когда пластины кристалла имеют ориентацию (ПО) или (П1). [c.170]

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]

Кроме монокристаллов для электрооптических применений начиная с 70-х годов активно разрабатываются различные виды прозрачной сегнетокерамики (ПСК), преимущественно типа цир-коната-титаната свинца (ЦТСЛ) или скандата-ниобата свинца (СНС). Эти материалы практически используются в режиме поперечного электрооптического эффекта, характеризуясь (при оптимальной конфигурации) малыми управляющими напряжениями ( я/2 200 В), большой диэлектрической проницаемостью (е 1000) и временем установления электрооптического эффекта порядка микросекунд, что намного меньше быстродействия монокристаллов (десятки и сотни пикосекунд) и соответственно ограничивает области применения ПСК, рассмотренные в последующем. [c.201]

С учетом того, что напряженность электрического поля определяется размером кристалла d в наиравлепци поля, для данной геометрии электрооптического эффекта, именуемого поэтому поперечным, полуволновое напряжение, определяемое изменением сдвига фаз на л. равно [c.19]

Преимущества, связанные с меньшей постоянной времени и слабой зависимостью Хайс (< > 0) молекулярных кристаллов от температуры, должны проявиться и при использовании в электрооптических дефлекторах световых пучков или злектрооптических линзах с управляемым фокусным расстоянием [244,245], принцип действия которых связан с созданием поперечного градиента показателя преломления под влиянием неоднородного электрического поля. При линейном градиенте происходит отклонение светового пучка, при квадратичном - фокусировка или, при достаточной протяженности рабочего элемента, канализация пучка. Однако пока что при реализации таких элементов решающую роль играет значение нелинейной восприимчивости x(w, со, 0) максимальное в кристаллах ниобатов [243]. Кроме того, при создании дефлекторов предпочитают пользоваться акустоэлектрическими системами [246], в основе которых лежит явление отклонения световых пучков вследствие дифракции на фазовой решетке, созданной ульразвуковыми волнами. Такие устройства дают значительно большие углы отклонения, чем дефлекторы на основе электрооптического эффекта. С ионными пьезоэлектриками в акусто-электрических устройствах, возможно, могут конкурировать молекулярные кристаллы комплексов переноса заряда, поляризуемость которых заметно зависит от колебаний решетки [247]. Пока вне конкуренции молекуляр- [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...