ЭЛЕКТРООПТИКА

Раздел оптики, в котором изучается влияние электрич. поля на оптич. свойства вещества (электрооптические явления). В квантовых системах (атомах, молекулах и др.) под действием электрич. поля происходит расщепление энергетич. уровней, пропорциональное квадрату напряжённости поля или (в более сильных полях) его первой степени (Штарка эффект). В оптически изотропных веществах (жидкостях, стёклах, кристаллах с центром симметрии крист. решётки) электрич. поле приводит к двойному лучепреломлению, пропорциональному квадрату напряжённости поля (электрооптич. Керра эффект); в пьезо-электрич. кристаллах, у которых отсутствует центр симметрии, двулучепреломление может быть пропорционально амплитуде электрич. поля (Поккельса эффект).

В диэлектриках под действием электрич. поля атомы и молекулы поляризуются и вместе с молекулами, обладающими пост, дипольным моментом или анизотропией поляризуемости, ориентируются таким образом, что возникает наведённая (искусственная) оптич. анизотропия, которая исчезает, когда действие поля прекращается. Напр., в одноосных диэлектрич. кристаллах наведённая оптич. анизотропия проявляется как поворот или деформация оптич. индикатрисы (см. Кристаллооптика), т. е. возникает дополнительно индуцированное двойное лучепреломление и как следствие изменяется показатель преломления среды; в частности, в нецентросимметрич. одноосных кристаллах (пьезоэлектриках) изменения коэф. оптич. индикатрисы пропорциональны напряжённости электрич. поля (линейный электрооптич. эффект). В полупроводниках воздействие электрич. поля вызывает либо испускание ими света (электролюминесценцию), либо изменение поглощения ими света. Различают два осн. механизма электрич. управления поглощением света в ПП: поглощение света свободными носителями заряда, связанное с электронными переходами внутри зоны проводимости; поглощение света, связанное с туннельными переходами из валентной зоны в зону проводимости вследствие сдвига (размытия) края осн. полосы поглощения (см. Франца - Келдыша эффект).

Электрооптич. явления широко используются для управления оптич. излучением: амплитудной и фазовой модуляции; изменения направления распространения световых пучков; создания коротких (наносекундных, пикосекундных) световых импульсов и др. Создание лазеров позволило наблюдать многие электрооптич. явления в электрич. полях оптич. частоты, что определило появление новых разделов оптики, таких, как нелинейная оптика, голография.Материалы, изменяющие оптич. свойства под действием электрич. поля (электрооптические материалы), широко применяют в приборах квантовой электроники и интегральной оптики для изготовления элементов электрооптич. лазерных затворов, широкоапертурных спектральных фильтров и светоклапанных устр-в для защиты от излучений повышенной яркости, модуляторов света и дефлекторов, оптич. индикаторов (например, жидкокрист. дисплеев, цифровых индикаторов) в системах оптич. обработки, отображения и хранения информации, оптич. связи, в науч. приборостроении и др. Преимуществ, распространение получили электрооптич. материалы: дигидрофосфат калия (диапазон оптич. прозрачности 0,2-1,2 мкм), танталат лития (0,4-0,5 мкм), ниобат лития (0,4-4,5 мкм), ниобат бария-натрия (0,4-4,5 мкм), дидейтерофосфат калия (0,2-1,6 мкм), ниобат бария-стронция (0,4-4,5 мкм), цир-конат-титанат свинца с лантаном (0,4-4,5 мкм) и др.

К осн. требованиям, предъявляемым к электрооптич. материалам, относятся: достаточно малые полуволновые напряжения (не свыше неск. кВ) и необходимые для управления затраты энергии; малые оптич. потери и высокая стойкость в окне прозрачности; наивысшая достигаемая стабильность электрооптич. характеристик в рабочем интервале температур; высокая технологичность процессов получения и обработки.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.