光电测试技术光电测试技术光调制器件光调制器件概念：利用各种物理效应对光概念：利用各种物理效应对光的的振幅振幅，频率，相位，偏振状态，频率，相位，偏振状态和传播方向等参量进行调制的器和传播方向等参量进行调制的器件，又称为光控器件件，又称为光控器件对光的振幅进行调制也就是对光对光的振幅进行调制也就是对光强进行调制强进行调制性能稳定、调制度高，损耗小、相位均匀有一定的带宽工作基础：物质对外来作用产生的各种物理效应电光效应声光效应磁光效应电光器件电光器件一类光学介质受到外电场作用时，一类光学介质受到外电场作用时，它的折射率将随着外电场变化，它的折射率将随着外电场变化，介电系数和折射率都和方向有关，介电系数和折射率都和方向有关，在光学性质上变为各向异性。在光学性质上变为各向异性。电光效应(Inducedopticaleffects)各向同性物质外界作用各向异性物质各向异性物质外界作用物质的各向异性变化1.机械感应---光弹效应(Photoelasticity)各向同性或异性材料在外力作用下可产生各向异性的变化，例如：玻璃或塑料拉伸或压缩各向异性应力分析------光弹力学工程应用干涉色的分布受力分布通常情况下，拉伸成为正单轴材料；压缩成为负单轴材料；2.电感应---电光效应(Electro-opticaleffect)在一些各向同性材料上加上电场各向异性电致双折射,双折射大小与电场强度有关a.Kerr效应（1875年）各向同性透明介质在电场下成为单轴双折射材料，光轴平行于电场，平行于电场的光振动的折射率为n||||，垂直于电场的光振动的折射率为n⊥折射率变化量与外电场强度平方成比例液晶空间光调制器(了解)有些物质不是直接由固态变为液态，而是经过一个过渡相态，这时，它一方面具有液体的流动性质，同时又有晶体的特性(如光学、力学、热学的各向异性)，这种过渡相态称之为“液晶”。液晶是一种有机化合物，一般由棒状柱形对称的分子构成，具有很强的电偶极矩和容易极化的化学团。对这种物质施加外场(电、热、磁等)，液晶分子的排列方向和液晶分子的流动位置就会发生变化，即改变液晶的物理状态。如对液晶施加电场，它的光学性质就发生变化，这就是液晶的电光效应。a.Kerr效应（1875年）-----各向同性透明介质在电场下成为单轴双折射材料，光轴平行于电场，平行于电场的光振动的折射率为n||||，垂直于电场的光振动的折射率为n⊥Kerr盒利用kerr效应制成的调制器（内装电致双折射材料有电光效应的液体有机化合物）液体中的Kerr效应装置b.Pockels效应（1893年）一些晶体（电光晶体），加上外电场后，单轴晶体成为双轴晶体，双折射大小与电场强度得一次方成正比Pockels效应（线性电光效应）Pockels实验2kEn----一次电光效应所需电压比Kerr效应要低，同样可做成高速开关声波是一种弹性波(纵向应力波)，在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而激起介质中各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化，因此，介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。超声场作用的这部分如同一个光学的“相位光栅”，该光栅间距(光栅常数)等于声波波长s。当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。1．3声光调制吸声装置LaserinLaserout按照声波频率的高低以及声波和光波作用长度的不同，声光互作用可以分为拉曼—纳斯(Raman—Nath)衍射和布拉格(Bragg)衍射两种类型。二、声光相互作用的两种类型当超声波频率较低，光波平行于声波面入射(即垂直于声场传播方向)，声光互作用长度L较短时，产生拉曼—纳斯衍射。当超声波频率较低，光波平行于声波面入射(即垂直于声场传播方向)，声光互作用长度L较短时，产生拉曼—纳斯衍射。由于声速比光速小很多，故声光介质可视为一个静止的平面相位光栅。而且声波长λs比光波长λ大得多，当光波平行通过介质时，几乎不通过声波面，因此只受到相位调制，即通过光学稠密(折射率大)部分的1拉曼-纳斯衍射光波波阵面将推迟，而通过光学疏松(折射串小)部分的光波波阵面将超前，于是通过声光介质的平面波波阵面出现凸凹现象，变成一个折皱曲面，如图1.3-3所示。...
