大学物理实验 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 孙宇航 实验34 电光效应.ppt

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1、电光效应物理实验教学中心实验背景1875年克尔（Kerr）发现了第一个电光效应，即某些各向同性的透明介质在外电场作用下变为各向异性，表现出双折射现象，介质具有单轴晶体的特性，并且其光轴在电场的方向上，人们称这种光电效应为克尔效应。1893年普克尔斯（Pokells）发现，有些晶体，特别是压电晶体，在加了外电场后，也能改变它们的各向异性性质，人们称此种电光效应为普克尔斯效应。克尔（Kerr）实验目的1、研究铌酸锂晶体的横向电光效应，观察锥光干涉图样，测量半波电压。2、学习电光调制的原理和实验方法，掌握调试技能。3、了解利用电光调制模拟音

2、频光通信的一种实验方法。实验仪器晶体电光效应仪操作面板示意实验原理按光的电磁理论，光在介质中传播的速度为，为介电系数，是对称的二阶张量，即，由此建立的D和E的关系为（）实验内容与步骤1．光路调节横向电光调制装置示意2．单轴晶体的直流电光调制，测定半波电压在P2和A的偏振方向平行于LN晶体的x、y轴的状态下，将光电探测器置于A后的光路中，连接于光电输入端，开关指向光功率。给LN晶体施加直流电压,记录相应的出射相对光强值，作相应的光强调制曲线。3．单轴晶体的正弦电光调制在P2和A的偏振方向与LN晶体的x、y轴平行的状态下，给LN晶体同时施

3、加横向直流电压和较弱的正弦交流（400Hz左右）电压。调节直流电压值，改变调制器的工作点，用示波器观察输出信号的特点。4．用/4波片选择调制工作点，理解电光效应的原理在LN晶体不加直流电压，只加交流电压的情况下，在示波器上观察被交流电压调制的光强波形。5．利用电光调制进行音频激光通信的实验模拟用收音机（或MP3）的音频输出信号对电光晶体进行调制，改变工作点，监听音乐播放质量。注意事项1、连接晶体的电缆线头不允许短接，避免造成仪器短路。2、所有光学元件的两通光端面不许用手触摸，如发现有积尘，可用洗耳球吹掉。3、在仪器光学部分调节完成并

4、选好工作点以后，进行谐波分析过程中不可随意改变偏振片或其他光学部件角度。思考题1、本实验中没有会聚透镜，为什么能够看到锥光干涉图，如何根据锥光干涉图调整光路，有几种测量半波电压的方法，试比较其精度。2、工作点选定在线性区中心，信号幅度加大时怎样失真，为什么失真，请画图说明。3、测定输出特性曲线时，为什么光强不能太大？如何调节光强？4、什么是晶体的电光效应？如何判定晶体产生电光效应？有何优缺点？