鐵電材料的電光效應(yīng)及其應(yīng)用

　　電子光是一交替變換的電磁波，其中電場(chǎng)與磁場(chǎng)方向相互垂直，光會(huì)在介質(zhì)晶體中誘導(dǎo)電極化而光本身也會(huì)受此晶體的影響。電子光的交替變化頻率是如此之高(~1015Hz)，以致只有電子極化部分能跟上電場(chǎng)的變化，因而晶體的相對(duì)介電常數(shù)小，不超過10.高頻下的介電常數(shù)ε與折射率n存在下列關(guān)系
 

一般來說，折射率是對(duì)稱的二階張量，可以用折射光率體來表示
 

式中，n1、n2和n3是主折射率。
 

　　當(dāng)一外電場(chǎng)施加到晶體上時(shí)，產(chǎn)生離子位移，并改變電子云的形狀，結(jié)果導(dǎo)致折射率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為電光效應(yīng)。在外電場(chǎng)作用下，晶體光學(xué)性質(zhì)的改變可以用折射光率體三個(gè)軸的方向和長(zhǎng)度的變化來表示。在同一坐標(biāo)系中，光率體橢球方程變?yōu)?br /> 

　　折射率的變化，它們的解析式一般是不知道的。但根據(jù)數(shù)學(xué)級(jí)的性質(zhì)，它總可以用展開成冪級(jí)數(shù)的形式表示，并且根據(jù)外電場(chǎng)對(duì)晶體光學(xué)性質(zhì)的附加作用相對(duì)微弱這一事實(shí)；級(jí)數(shù) 可以只取前兩項(xiàng) ，即
 

　　式就是電光效應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。式中右邊第yi項(xiàng)是與外電場(chǎng)的一次方成正比關(guān)系 ，稱為一次電光效應(yīng) ，或?？藸査剐?yīng) ??????稱為線性電光系數(shù) ，單位為 m /V ；第二項(xiàng)是與外電場(chǎng)的二次方成正比關(guān)系 ，稱為二次電光效應(yīng) ，或克爾效應(yīng) ????????稱為二次電光系數(shù)或克爾系數(shù)單位為??2/??2。 γ和 g 均可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定 。一般的電光晶體如KDP晶體等 γ?g ，即線性電光效應(yīng)是主要的 。
 

　　需要指出因?yàn)楦飨虍愋跃w的折射率是二階張量 ，且可以證明折射率 ??????=??????，不受 E k 的 影響 ，故將兩個(gè)下標(biāo) ij 簡(jiǎn)化為一個(gè) l, l與 ij 的關(guān)系是
 

　　透明鐵電陶瓷的光學(xué)性質(zhì)對(duì)當(dāng)代許多新技術(shù)如激光技術(shù)技術(shù)如激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、、計(jì)算機(jī)技術(shù)、全息存貯與顯示以及光電子學(xué)等新學(xué)科的全息存貯與顯示以及光電子學(xué)等新學(xué)科的發(fā)展具有一定推動(dòng)作用，而發(fā)展具有一定推動(dòng)作用，而其電光效應(yīng)的應(yīng)用都是以電控雙折射和電控散射效應(yīng)的形式來實(shí)現(xiàn)的。其光學(xué)性質(zhì)與晶粒尺寸密切相關(guān)。在粗晶粒陶瓷(一般晶粒尺寸大于2~32~3μm)m)中，主要是電控光散射效應(yīng)；在細(xì)晶陶瓷中主中，主要是電控光散射效應(yīng)；在細(xì)晶陶瓷中主要是電控要是電控雙折射效應(yīng)。