文档介绍：固体光学-晶体光学6
一、平行光束的偏振光干涉
图画出了实现平行光束的偏振光干涉装置示意图。一束平行的自然光束通过起偏镜A后成为线偏振光Io在晶体C中分解为振动方向互相垂直、传播方向一致但速度不同的特殊双折射的二线偏振光，即o光它们的光轴都垂直于纸面，与棱镜的厚度方向一致，而相邻的两块棱的x3轴是相反的。
在垂直于x3轴的棱镜面上镀上电极，当加上电压V3时，各块棱镜的感应生轴方向如图中所示．
n
n
其中：
由三块电光晶体组成的偏转器
当一束线偏振光垂宜人射到棱镜组时，如果V3=0，则光束不偏转，如果V30，则光束发生偏转。在第一块和第二块棱镜的交界面上，入射1=/2，折射角为2，有：
在第二块和第三块棱镜的界面上，入射角3为
所以：
在棱镜组中，第三块棱镜右侧界面的入射角5为
最后，经过第二三棱镜后，光束的偏转角为
由此可知，偏转角随V3连续变化，所以可以实现光束的连续偏转
在外加交变信号场(简称调制信号)作用下，调制晶体的折射率也将随着调制信号的频率而变化。若有一束光波通过该晶体，则出射光的强度(或位相)载有调制信号的信息，称为光强度(或位相)调制。利用晶体的电光效应使光强度(或位相)随电信号而变化的方法，称为电光调制。下面简要介绍常用的电光强空(即振幅)调制。
四、电光调制器
在正交偏振器之间加一个KDP晶体，为了改善性能有时在电光晶体和检偏镜之间插入一个/4波片，就构成了电光强度调制器(如上图所示)。沿KDP晶体x3轴通光，并利用63纵向效应使其感应主轴x’1和x’2与起偏镜和检偏镜的振动方向成45o.
在没有加纵向信号电压(Us=0)只加直流电压V 3时，得到光通过检偏镜的相对透过率如图曲线。
若在电光晶体上加一个载有传递信息的交变信号
电压(简称电信号)Us，则输出光强将随着电信号
Us的大小而变化。
在光路中未加/4波片时，可得到63纵向效应的位相延迟为：
出射光与入射光强度之比T用下式给出：
为了改善输出调制光的畸变现象，在电光晶体与检偏镜之伺插入一个/4波片，使系统总的位相延迟增加/2，此时：
由上式绘制出的强度输出曲线如图(b)的粗线所示。由此可知，系统加进/4波片后，调制电压相当于将图(a)所示的电信号零轴向右移了V/2。从而使工作点选在(T)曲线上的线性部分Q点附近，输出光强在T=50％上下波动且与电信号成线性关系。也就是说输出光波被调制成含有电信号且无失真地传播下去。
如果在图中不用/4波长，而改为在电信Us上叠加U/2直流电压(称为偏压法)同样可以实现将电光调制器的工作点选择在曲线的线性部分Q点附近．与在系统中加进/4波具有同样的效果。二者的原理基本相同。
晶体光学
第二部分：晶体其它非线性光学效应
1、弹光效应；
2、声光效应；
3、热光效应；
4、旋光效应；
5、磁光效应；
一、弹光效应
当光学介质受到应力或应变作用时，介质的折射率发生变化，从而产生双折射现象称为弹光效应或压光效应。例如，原来各向同性的光学均质体(立方晶系晶体或玻璃等)受到应力作用时会变成单轴晶或双轴晶体。原来单轴晶体在应力作用下会变成双轴晶体。
在只取一级效应的情况下，机械应力或应变对晶体折射率的影响仍可用光率体的变化来描述：
ijkl是应力弹光系数，
ijkl是应变弹光系数。
在晶体中，由于其结构各向异性，晶体的应力和应变都是二阶张量，因而胡克定律的形式较复杂，可写成
则有：
其矩阵形式：
同理：应变弹光效应
举例：立方晶系的弹光效应
1．43m、432和m3m晶类的弹光效应
立方晶系的43m、432和m3m晶类由原来的光学匀质体变为具有单轴晶体的各向异性光学性质，光轴沿单向应力1的x1轴方向。
2．23和m3晶类的弹光效应
立方晶系的23和m3晶类由原来的光学匀质体变为具有双轴晶体的光学性质。
观测弹光效应测装置：
图中A和P是一对正交偏振器，中间放置被测的样品。若观测弹光效应，在垂直光线方向对样品施加单向应力；样品可以是晶体或非晶体。没加应力时，光不能通过此系统。加应力后，各向同性的介质变成各向异性的单轴晶(或双轴晶)．所以光通过样品出现双折射现象。从样品出来的光是具有一定位相差的椭圆偏振光、通过检偏镜P可以观察到。要精确测量弹光系数通常采用偏光干涉法。
二、声光效应
超声波是弹性波，当这种弹性波通过介质时，介质将产生压缩和伸张，这相当于介质中存在着随时空周期变化的弹性应变。由于存在弹光效应，介质中各点的折射率也将随该点的弹性应变而发生相应的变化，从而对光在此介质中的传播特性产生影响，即产生衍射和散射。这种光波被介质中超声波衍射和散射的现象称为声光效应。声光效应实质上是弹光