www.wikidata.uk-ua.nina.az
Elektroopti chnij efe kt zmina pokaznikiv zalomlennya fazovih shvidkostej elektromagnitnih hvil abo dvozalomlennya seredovisha pid diyeyu elektrichnogo polya Zmist 1 Vidi 2 Istorichna dovidka 3 Elektrodinamichnij opis 4 Simetrijnij pidhid 5 Zmina pokaznikiv zalomlennya i dvozalomlennya 6 Zastosuvannya 7 Posilannya 8 Div takozhVidi RedaguvatiLinijnij elektrooptichnij efekt efekt Pokelsa polyagyaye u zmini pokaznikiv zalomlennya seredovisha proporcijnij napruzhenosti elektrichnogo polya sposterigayetsya v kristalah bez centru inversiyi a kvadratichnij proporcijnij kvadratu napruzhenosti elektrichnogo polya efekt Kerra Do yavish elektrooptiki nalezhat takozh efekti pov yazani zi zminoyu poglinannya abo uyavnoyi chastini pokaznikiv zalomlennya chi dielektrichnoyi proniklivosti pid diyeyu elektrichnogo polya elektropoglinannya elektrodihroyizm efekt Franca Keldisha u napivprovidnikah Elektrogiraciya takozh vidnositsya do elektrooptichnih efektiv Istorichna dovidka RedaguvatiLinijnij elektrooptichnij efekt efekt Pokelsa buv viyavlenij u 1893 r 1 2 Pokelsom u kristalah kvarcu Vin mozhe isnuvati lishe v acentrichnih seredovishah zokrema v kristalah Kvadratichnij elektrooptichnij efekt buv viyavlenij u 1875 r Kerrom v skli ta ridinah 3 Slid zauvazhiti sho kvadratichnij elektrooptichnij efekt popri te sho vin perevazhno ye menshim za velichinoyu nizh linijnij elektrooptichnij efekt buv viyavlenij ranishe nizh linijnij Cej efekt dozvolenij dlya vsih tochkovih grup simetriyi i mozhe isnuvati ne tilki v tverdih tilah ale i v ridinah i gazah Majzhe odnochasno zminu dvozalomlennya v kristalah kvarcu pri prikladanni elektrichnogo polya viyavili Rentngen 4 i Kundt 5 Odnak voni pov yazuvali viyavlene yavishe z fotopruzhnim efektom yakij mozhe vinikati vnaslidok elektromehanichnogo zv yazku elektrichnogo polya i mehanichnoyi deformaciyi yak suprovodzhuyuchij efekt Slid zauvazhiti sho opis elektrooptichnogo efektu yak samostijnogo yavisha nalezhit Pokelsu Rozv yazok rivnyan indikatrisi dlya vsih 32 tochkovih grup simetriyi dlya linijnogo elektrooptichnogo efektu vpershe otrimali ukrayinskij ta rosijskij vchenij O G Vloh i Zholudev I S u 1960 r 6 todi yak dlya kvadratichnogo elektrooptichnogo efektu analogichni rozv yazki buli otrimani Vlohom O G u 1965 r 7 Danim avtoram nalezhat pershi doslidzhennya elektrooptichnogo efektu 8 v kolishnomu SRSR Elektrodinamichnij opis RedaguvatiElektrooptichnij efekt vidnositsya do yavish nelinijnoyi optiki yaki proyavlyayutsya v ne intensivnomu optichnomu viprominyuvanni a za umov nayavnosti silnogo statichnogo abo kvazistatichnogo elektrichnogo polya prikladenogo do optichnogo seredovisha isnuye takozh dinamichnij abo samonavedenij elektrooptichnij efekt yakij indukuyetsya napruzhenistyu polya svitlovoyi hvili Polyarizaciya seredovisha na optichnij chastoti w displaystyle omega nbsp z vrahuvannyam nelinijnosti za napruzhenistyu elektrichnogo polya zapishetsya yak P i w x i j E j w x i j k E j w E k 0 x i j k l E j w E k 0 E l 0 displaystyle P i omega chi ij E j omega chi ijk E j omega E k 0 chi ijkl E j omega E k 0 E l 0 nbsp de E j 0 E k 0 E l 0 displaystyle E j 0 E k 0 E l 0 nbsp komponenti napruzhenostej elektrichnogo polya z nulovoyu chastotoyu x i j displaystyle chi ij nbsp linijna sprijnyatlivist a x i j k displaystyle chi ijk nbsp i x i j k l displaystyle chi ijkl nbsp nelinijni kvadratichna i kubichna sprijnyatlivosti vidpovidno Same kvadratichna ta kubichna sprijntyatlivosti opisuyut linijnij i kvadratichnij elektrooptichnij efekti Todi yak linijna sprijnyatlivist pov yazana z dielektrichnoyu proniklivistyu seredovisha ϵ i j displaystyle epsilon ij nbsp na optichnij chastoti polyarizacijnimi konstantami B i j displaystyle B ij nbsp i pokaznikami zalomlennya n i j displaystyle n ij nbsp spivvidnoshennyami x i j ϵ i j 1 displaystyle chi ij epsilon ij 1 nbsp B i j 1 ϵ i j 1 n 2 i j displaystyle B ij frac 1 epsilon ij left frac 1 n 2 right ij nbsp Nelinijni sprijnyatlivosti pov yazani z linijnimi sprijnyatlivostyami i koeficiyentami linijnogo r i j k displaystyle r ijk nbsp i kvadratichnogo R i j k l displaystyle R ijkl nbsp elektrooptichnogo efektiv spivvidnoshennyami Millera 9 D i j k x i j k w x i i w x j j w x k k 0 displaystyle Delta ijk frac chi ijk omega chi ii omega chi jj omega chi kk 0 nbsp Koeficiyent D i j k displaystyle Delta ijk nbsp nazivayetsya koeficiyentom Millera vin zaznaye duzhe neznachnoyi dispersiyi i ye majzhe odnakovim dlya shirokogo kola kristaliv Z ostannogo spivvidnoshennya viplivaye sho v kristalah z velikim znachennyami pokaznikiv zalomlennya nelinijni sprijnyatlivosti budut tezh mati veliki znachennya V tenzornomu zapisi elektrooptichnij efekt prijnyato predstavlyati yak zminu tenzora polyarizacijnih konstant polyarnogo tenzora drugogo rangu B i j B i j 0 D B i j B i j 0 r i j k E k R i j k l E k E l displaystyle B ij B ij 0 Delta B ij B ij 0 r ijk E k R ijkl E k E l nbsp Simetrijnij pidhid RedaguvatiKoeficiyenti linijnogo r i j k displaystyle r ijk nbsp i kvadratichnogo R i j k l displaystyle R ijkl nbsp elektrooptichnogo efektiv ye polyarnimi tenzrami tretogo i chetvertogo rangiv vidpovidno Simetriya seredovisha nakladaye obmezhennya na viglyad materialnih tenzoriv yakimi ye r i j k displaystyle r ijk nbsp i R i j k l displaystyle R ijkl nbsp Pri comu polyarni tenzori tretgo rangu dorivnyuyut nulyu dlya centrosimetrichnih seredovish a chetvertogo vidminni vid nulya Tomu linijnij elektrooptichnij efekt dozvolenij simetriyeyu lishe v acentrichnih seredovishah a kvadratichnij u seredovishah z bud yakoyu simetriyeyu Pri prikladanni elektrichnogo polya E k displaystyle E k nbsp z simetriyeyu polyarnogo vektora m m displaystyle infty mm nbsp v geometrichnij interpretaciyi z simetriyeyu konusa pri linijnomu elektrooptichnomu efekti chi polyarnogo tenzora drugogo rangu pri kvadratichnomu elektrooptichnomu efekti abo diadnogo dobutku dvoh polyarnih vektoriv E k E l displaystyle E k E l nbsp v geometrichnij interpretaciyi takij dobutok maye simetriyu cilindra m m m displaystyle infty mmm nbsp do seredovisha zokrema kristalu vidbuvayetsya ponizhennya simetriyi seredovisha vidpovidno do principu Kyuri Seredovishe z ponizhenoyu simetriyeyu dopuskaye isnuvannya znachnishoyi anizotropiyi nizh vihidne seredovishe vidpovidno do principu Nejmana Tomu pri prikladanni elektrichnogo polya simetriya seredovisha ponizhuyetsya i vinikaye abo zminyuyetsya optichna anizotropiya tobto vinikaye abo zminyuyetsya dvozalomlennya Vnaslidok cogo seredovishe z optichno izotropnogo peretvoryuyetsya v optichno odnovisne abo dvovisne kristal z optichno izotropnogo peretvoryuyetsya v optichno anizotropnij abo z optichno odnovisnogo v optichno dvovisnij i yak naslidok vinikaye abo zminyuyetsya dvozalomlennya indukovane elektrichnim polem Napriklad yaksho do kristalu KH2PO4 KDP yakij nalezhit do tetragonalnoyi singoniyi tochkova grupa simetriyi 4 2 m displaystyle overline 4 2m nbsp i ye optichno odnovisnim priklasti elektrichne pole vzdovzh dzerkalnoyi osi chetvertogo poryadku optichna vis simetriya danogo kristalu ponizitsya do tochkovoyi grupi m m 2 displaystyle mm2 nbsp yaka nalezhit do rombichnoyi singoniyi Kristali yaki nalezhat do rombichnoyi singoniyi ye optichno dvovisnimi Takim chinom pid diyeyu elektrichnogo polya kristali KDP stanut optichno dvovisnimi Zmina pokaznikiv zalomlennya i dvozalomlennya RedaguvatiRivnyannya optichnoyi indikatrisi harakteristichnoyi poverhni tenzora polyarizacijnih konstant v zagalnomu vipadku maye viglyad B i j x i x j 1 displaystyle B ij x i x j 1 nbsp de x i x j x y z displaystyle x i x j x y z nbsp bazisni vektori Dekartovoyi sistemi koordinat Dane rivnyannya mozhna predstaviti yak B 11 x 2 B 22 y 2 B 33 z 2 2 B 32 z y 2 B 31 x z 2 B 12 x y 1 displaystyle B 11 x 2 B 22 y 2 B 33 z 2 2B 32 zy 2B 31 xz 2B 12 xy 1 nbsp V elektrichnomu poli optichni polyarizacijni konstanti zalezhatimut vid napruzhenosti polya Napriklad dlya kristaliv KDP rivnyannya optichnoyi indikatrisi za vidsutnosti polya maye viglyad B 11 x 2 B 11 y 2 B 33 z 2 1 displaystyle B 11 x 2 B 11 y 2 B 33 z 2 1 nbsp Tenzor linijnogo elektrooptichnogo efektu dlya kristaliv sho nalezhat do tochkovoyi grupi simetriyi 4 2 m displaystyle overline 4 2m nbsp maye formu D B 11 D B 22 D B 33 D B 32 D B 31 D B 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 r 41 0 0 0 r 52 0 0 0 r 63 E 1 E 2 E 3 displaystyle begin bmatrix Delta B 11 Delta B 22 Delta B 33 Delta B 32 Delta B 31 Delta B 21 end bmatrix begin bmatrix 0 amp 0 amp 0 0 amp 0 amp 0 0 amp 0 amp 0 r 41 amp 0 amp 0 0 amp r 52 amp 0 0 amp 0 amp r 63 end bmatrix times begin bmatrix E 1 amp E 2 amp E 3 end bmatrix nbsp Todi pri prikladanni elektrichnogo polya vzdovzh osi z displaystyle z nbsp rivnyannya optichnoyi indikatrisi nabude viglyadu B 11 0 x 2 B 11 0 y 2 B 33 0 z 2 2 r 63 E 3 x y 1 displaystyle B 11 0 x 2 B 11 0 y 2 B 33 0 z 2 2r 63 E 3 xy 1 nbsp Nayavnist chlena 2 r 63 E 3 x y displaystyle 2r 63 E 3 xy nbsp u rivnyanni optichnoyi indikatrisi svidchit pro te sho optichna indikatrisa povernulas pid diyeyu polya navkolo osi z displaystyle z nbsp na kut yakij viznachayetsya spivvidnoshennyam z arctan r 63 E 3 B 11 B 22 displaystyle zeta arctan frac r 63 E 3 B 11 B 22 nbsp Oskilki kristali KDP ye optichno odnovisnimi to B 11 B 22 displaystyle B 11 B 22 nbsp tobto n x n y displaystyle n x n y nbsp a z 45 displaystyle zeta 45 circ nbsp U vlasnij sisitemi koordinat kristalofizichnij sistemi koordinat rivnyannya optichnoyi indikatrisi matime viglyad B 11 0 r 63 E 3 X 2 B 11 0 r 63 E 3 Y 2 B 33 0 Z 2 1 displaystyle B 11 0 r 63 E 3 X 2 B 11 0 r 63 E 3 Y 2 B 33 0 Z 2 1 nbsp Todi zmineni elektrichnim polem pokazniki zalomlennya nabudut viglyadu n x n x 0 1 2 n x 0 3 r 63 E 3 displaystyle n x n x 0 frac 1 2 n x 0 3 r 63 E 3 nbsp n y n y 0 1 2 n y 0 3 r 63 E 3 displaystyle n y n y 0 frac 1 2 n y 0 3 r 63 E 3 nbsp n z n z 0 displaystyle n z n z 0 nbsp Oskilki pokazniki zalomlennya n x displaystyle n x nbsp i n y displaystyle n y nbsp pid diyeyu elektrichnogo polya nabuli riznih znachen to pervinno optichno odnovisnij kristal stav optichno dvovisnim a vzdovzh osi z displaystyle z nbsp viniklo dvozalomlennya yake viznachayetsya spivvidnoshennyam D n x y n y n x n x 0 3 r 63 E 3 displaystyle Delta n xy n y n x n x 0 3 r 63 E 3 nbsp a riznicya faz mizh dvoma hvilyami yaki poshiryuyutsya v kristali vzdovzh osi z displaystyle z nbsp matime viglyad G 2 p l D n x y d 2 p d l n x 0 3 r 63 E 3 displaystyle Gamma frac 2 pi lambda Delta n xy d frac 2 pi d lambda n x 0 3 r 63 E 3 nbsp Zastosuvannya RedaguvatiElektrooptichnij efekt znajshov shiroke zastosuvannya v priladah optoelektroniki dlya keruvannya optichnim viprominyuvannyam Na osnovi elektrooptichnogo efektu diyut taki pristroyi yak modulyatori optichnogo viprominyuvannya deflektori optichni zatvori ta in Na osnovi elektrooptiki z vikoristannyam pristroyiv optoelektroniki funkcionuyut optichni dalnomiri optichni pricili peredavachi informaciyi svitlo lokatori ta bagato inshih Na suchasnomu etapi rozvitku optoelektroniki elektrooptika znajshla svoye zastosuvannya v priladah integralnoyi optiki 10 Posilannya Redaguvati Pockels F Abhandlungen der Gesellshaft der Wissenschaften zu Gottingen 39 1 1893 Pockels F Lehrbuck der Kristallooptik Leipzig 1906 Kerr J Phil Mag Ser 4 50 337 1875 Rontgen W C 1883 Ann Phys Chem 18 213 Kundt A 1883 Ann Phys Chem 18 228 Vloh O G Zheludev I S 1960 Izmenenie opticheskih svojstv kristallov pri nalozhenii elektricheskih polej Linejnyj elektroopticheskij effekt Kristallografiya 5 3 390 402 Vloh O G 1965 Deformaciya optichnih indikatris pri kvadratichnomu ta spontannomu elektrooptichnih efektah u kristalah Ukr fiz zhurn X 10 1101 1117 Zheludev I S Vloh O G 1958 Elektroopticheskij effekt v kristallah Kristallografiya 3 5 639 651 Miller R C 1964 Optical second harmonic generation in piezoelectric crystals Appl Phys Lett 5 17 19 R Dzh Hansperdzher Integralna optika Teoriya ta tehnologiya Per z anglijskoyi R O Vloha ta O G Vloha Lviv Vid Institutu fiz optiki 2003 Div takozh RedaguvatiP yezooptichnij efekt Efekt Kottona Mutona Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Elektrooptichnij efekt amp oldid 37582627