Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
Х(1> = «*-!.
'Для больших напряженностей светового поля, таких, которые развиваются в пучках мощных лазеров, наведенная поляризация может быть представлена в ниде ряда по степеням напряженности E [1]
(3)
где х(2). Х(3) и т. д. — нелинейные восприимчивости вещества, связанные с разнообразными нелинейными оптическими эффектами.
В общем случае в разложении поляризации по степеням поля необходимо учитывать также низкочастотные поля. Большинство нелинейных эффектов связано с членами ряда, пропорциональными квадрату и кубу амплитуды электрического поля Квадратичная поляризация обусловливает существование таких эффектов, как генерация второй гармоники, оптическое выпрямление, линейный электрооптический эффект (эффект Поккельса) и параметрическая генерация. К эффектам, обязанным своим существованием поляризации, кубичной по полю, относятся генерация третьей гармоники, квадратичный электрооптический эффект (эффект Керра), двухфотон-ное поглощение, вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна и вынужденное релеевское рассеяние.
I= (i/) и в зависимости от ij индекс I пробегает значения от 1 до 6: 1 = (11), 2=(22), 3=(33), 4=(23), 5=(13), 6=(12).
Ниже приведены тензоры электрооптических коэффициентов по сингониям в зависимости от типа точечной симметрии кристаллов (в скобках указано число независимых коэффициентов, отличных от нуля).
Триклинная 1 — C1;
'12 'l3
Г22 '23
'32 'ЗЗ
'42 riS
'52 '53
'в2 'вз
(18) элементов
Моноклинная:
2 -C2 m -?
0 '12 0 2 H X2 'll 0 'із ml X1
0 r22 0 '21 0 '23
0 '32 0 'зі 0 '33
'41 0 '43 0 '42 0
0 '52 0 '51 0 '53
r61 0 'es (8) 0 'б2 0 (10)
Орторомбическая:
33.2. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ ПОККЕЛЬСА)
Линейным электрооптическим эффектом (эффектом Поккельса) называют изменение показателя преломле-яия вещества, пропорциональное приложенному электрическому полю.
Связь между изменениями поляризационных констант вещества ABil=A(IIe)il (где є — диэлектрическая проницаемость) и приложенным электрическим полем
222- -D2 mm 2 — C2v
0 0 0 0 0 '13
0 0 0 0 0 '23
0 0 0 0 0 '33
'41 0 0 0 '42 0
0 '52 0 '51 0 0
0 0 '63 (3) 0 0 0
(5) 4-Ct,
0 0 'l3
0 0 ГіЗ
0 0 '33
Гц rsi 0
hi -'41 0
0 0 0
(4)
4 — S4
0 0 'із
0 0 —г13
0 0 0
'41 —'ві 0
'ві '4i 0
0 0 '63
422 -D4
0 0 0
0 0 0
0 0 0
'41 0 0
0 -rU 0
0 0 0
(1)
42 т — D2d
0 0 Гц
0 0 ГіЗ
0 0 гзз
0 гы 0
rH 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
'41 0 0
0 '41 0
0 0 Гвз
(ZIlX1)
(2)
Тригональная:
з-с3 32-D3
Гц —'22 '13 'U 0 0
-гп '22 '13 —'и 0 0
0 0 'зз 0 0 0
Гц '51 0 '41 0 0
Г51 —'41 0 0 —'41 0
—Г22 -'11 0 (6) 0 —rIl 0
3m — C3v
0 —'22 'із
0 '22 '13
0 0 'зз
0 '51 0
'Sl 0 0
—'22 0 0
(4)
Гексагональная: 6-Ce
6 -C3h
0 0 '13 fVL —'22 0
0 0 'із —'ll ' 22 0
0 0 '33 0 0 0
'41 '51 0 0 0 0
'51 —'41 0 0 0 0
0 0 0 (4) —'22 —'ll 0
(4)
(3)
(2)
622 — De
0 0 0
0 0 0
0 0 0
'41 0 0
0 —'41 0
0 0 0
(1)
6mm — Cev 6т2 — Dsh
0 0 гхз 0 —'22 0
0 0 'із 0 '22 0
0 0 '33 0 0 0
0 '51 0 0 0 0
'51 0 0 0 0 0
0 0 0 (3) —'22 0 0
О)
Кубическая: 432-
и 43т — T и Td
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 '41 0 0
0 0 0 0 '41 0
0 0 0 0 0 0 '41
(2)
(1)
Линейный электрооптический эффект существует лишь в кристаллах, не имеющих центра инверсии. Центр инверсии отсутствует у 21 точечной группы, для которых электрооптический теизор имеет отличающиеся от нуля составляющие.
Значения электрооптических коэффициентов для различных типов кристаллов приведены в табл. 33.1— 33.4. Если частота электрического поля, при которой произведены измерения, иамиого выше или ниже частоты собственного акустического резонанса, то использованы соответственно обозначения (S) иг^или (T) и г^l,, Погрешность измеренных значений г//й около 15%. В сегиетоэлектриках и других материалах, имеющих фазовый переход, наблюдается сильная зависимость электрооптического коэффициента от температуры, если последняя близка к критической температуре Ткп. Зависимость гцк от длины волиы света в области прозрачности веществ, как правило, слабая.
Одной из важных характеристик электрооптических кристаллов является полуволновое напряжение V>/2 , т. е. напряжение, соответствующее иабегу разности фаз, равной зт, между двумя световыми волнами с взаимно перпендикулярными поляризациями. Эта величина может быть найдена из соотношения Зі
Vm =
где гс=г33—/*хз («і /«з). м/В; X — длина волиы, м; U х/2— полуволиовое напряжение, В, в частном случае одноосных кристаллов [ось г (или ось 3) — оптическая] и при распространении света в перпендикулярном оси г на-
861 Таблица 33.1. Электрооптические свойства кристаллов типа KDP и ADP Симметрия 42т фи температуре выше критической ТкР [2]
Вещество гкр, К г.», 10-" м/В T4lp КГ» м/В Sl
KH2PO4 (KDP) 123 (T) 9,37 +8,6 (T) 21 42
(S) 8,15 T63 <0 (7і) 26,4 (S) 24,0 0,93Tg3 T41 <0 8,8 (S) 21 44
KD2PO4 (DKDP) 222 (T) 50 (S) 48 й
