晶体的电光效应 电子版实验报告
晶体的电光效应实验报告
晶体的电光效应实验报告引言电光效应是指在一些特定的晶体材料中，当施加电场时，会产生光的现象。
本实验旨在通过实验验证晶体的电光效应，并研究不同电场强度对光产生效果的影响。
实验材料•一块晶体样品（例如硫化锌晶体）•电源•电压表•光强测量仪实验步骤步骤1：准备工作1.将晶体样品放置在实验台上，并清洁表面，确保无尘。
2.将电压表和光强测量仪连接到电源上，确保所有设备正常工作。
步骤2：施加电场1.将电源的正极和负极分别连接到晶体样品的两端。
2.逐渐增加电压，记录每个电压值下的光强度。
步骤3：测量光强度1.将光强测量仪放置在晶体样品的一侧，确保光线直接照射到晶体表面。
2.记录每个电压值下测得的光强度。
实验结果与讨论在本次实验中，我们使用硫化锌晶体样品进行了电光效应的实验。
实验过程中，我们记录了不同电场强度下的光强度，并进行了分析。
通过实验数据的分析，我们观察到以下现象：随着电场强度的增加，晶体样品的光强度也随之增加。
这说明在施加电场的情况下，晶体样品会发生电光效应，并产生光。
根据实验数据的变化趋势，我们可以推测晶体样品的电光效应与电场强度成正比。
换句话说，电场强度越大，晶体样品产生的光强度也会增加。
这个结果与我们的预期相符合。
根据晶体的电光效应理论，当晶体材料中存在应变时，其晶格结构会发生微小变化，从而改变了晶体内部的折射率。
施加电场会引起晶格结构的应变，进而改变晶体的折射率，导致光的产生。
通过本次实验，我们验证了晶体的电光效应，并通过测量光强度的变化，研究了电场强度对光产生效果的影响。
这为进一步研究晶体材料的光电特性提供了基础。
结论通过本次实验，我们验证了晶体的电光效应现象，并观察到电场强度对光产生效果的影响。
随着电场强度的增加，晶体样品的光强度也增加。
这个实验结果对于理解晶体的光电特性具有重要意义，也为进一步研究和应用晶体材料的光电效应提供了参考。
参考文献[参考文献1]。
研究性实验报告_晶体的电光效应1
基础物理实验研究性报告晶体的电光效应院系仪器科学与光电工程学院作者张海霞 10171124胡笛 10171147目录摘要 .................................................................... - 3 - 关键字 .................................................................. - 3 - 实验要求................................................................. - 4 - 实验原理................................................................. - 4 -1.电光晶体和泡克尔斯效应............................................. - 4 -2 电光调制原理....................................................... - 5 -(1) 横向调制实验................................................. - 6 -(2) 直流偏压对输出特性的影响.................................... - 8 - 实验仪器................................................................ - 10 - 实验步骤................................................................ - 10 -1 调节光路.......................................................... - 10 -2 电光调制器T—V工作曲线的测量..................................... - 11 -3 动态法观察调制器性能.............................................. - 11 - 数据记录与处理.......................................................... - 12 - 原始数据表格........................................................ - 12 - T—V工作曲线数据表............................................. - 12 - T—V工作曲线................................................... - 13 - 数据处理................................................................ - 14 - 误差分析及改进方法...................................................... - 14 - 实验思考题.............................................................. - 15 - 实验总结................................................................ - 16 -摘要激光是一种光频电磁波.具有良好的相干性.与无线电波相似.可用来作为传递信息的载波。
晶体的电光效应实验报告
晶体的电光效应实验报告晶体的电光效应实验报告引言：晶体是一种具有有序排列的原子、离子或分子的固体物质。
它们在光学、电子学和通信等领域中具有重要的应用。
本实验旨在探究晶体的电光效应，通过实验观察和数据分析，深入了解晶体在电场作用下的光学行为。
实验装置和步骤：实验装置包括：晶体样品、光源、电源、电极、偏振片等。
实验步骤如下：首先，将晶体样品放置在实验台上，并连接电源和电极；然后，使用光源照射晶体样品，并通过偏振片调节光的偏振方向；最后，记录观察到的光学现象，并根据实验数据进行分析和解释。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了晶体的电光效应。
当电场施加到晶体上时，晶体的折射率发生了变化，导致光线的传播速度发生改变。
这种现象称为克尔效应。
通过调节电场的强度，我们发现晶体的折射率随电场的变化而变化，进一步验证了克尔效应。
此外，我们还观察到了晶体的双折射现象。
在无电场作用下，晶体的折射率相同，光线以相同的速度传播。
然而，在电场的作用下，晶体的折射率变化，光线被分成了两束，分别沿着不同的方向传播。
这种现象称为晶体的双折射现象，也是晶体的电光效应的重要表现形式之一。
数据分析：通过实验测量和数据分析，我们可以得出晶体的电光效应与电场强度之间存在一定的关系。
随着电场强度的增加，晶体的折射率也随之增加。
这种关系可以通过线性拟合得到一条直线，从而可以预测在不同电场强度下晶体的折射率。
此外，我们还可以通过实验数据计算晶体的电光系数。
电光系数是衡量晶体电光效应强弱的指标，它描述了晶体折射率随电场变化的程度。
通过实验测量晶体在不同电场下的折射率，并将其与电场强度进行对比，我们可以计算出晶体的电光系数。
讨论和结论：通过本实验，我们深入了解了晶体的电光效应。
晶体在电场作用下表现出的克尔效应和双折射现象，为我们理解晶体在光学领域的应用提供了重要的实验基础。
此外，我们还发现晶体的电光效应与电场强度之间存在一定的关系，并通过实验数据计算出晶体的电光系数。
研究性实验报告——晶体的电光效应1.
研究性实验报告——晶体的电光效应1.
实验目的：
通过实验，学习晶体的电光效应原理，掌握利用光学仪器测量晶体的电光性质的方法，并了解晶体的电光效应在光电技术中的应用。
实验原理：
当晶体被加上一个外部的电场时，它的介电常数会发生变化，从而会改变晶体的折射率。
这种现象被称为晶体的电光效应。
晶体的电光效应可以分为两种类型：平移效应和旋
转效应。
平移效应：当一个光束穿过一个加有电场的单轴晶体时，光束的振动方向会发生平移。
平移角度与电场的强度成正比。
旋转效应：当一个光束穿过一个加有电场的双轴晶体时，光束会因为双折射现象而沿
着不同的路径传播。
这种现象被称为旋转效应。
实验步骤：
1. 实验室管理员指导下，打开光路并将实验装置调整到最佳状态。
2. 将一块单轴晶体放在两根金属极板之间，接上稳压直流电源以施加电场。
3. 在透过晶体的光路中加入一束偏振光，并将光路调整到最佳状态。
使用光度计测
量被散射的光束的光密度与偏振角度之间的关系。
4. 按照同样的方法，使用双轴晶体来研究旋转效应。
5. 根据实验得到的数据，绘制光密度和电场强度之间的关系图，并分析它的形状和
趋势。
实验结果和分析：
从实验数据得到的图形中，我们可以看到光密度和电场强度之间的关系是非线性的，
并且在电场强度为一定值时，光密度会发生一个明显的跳跃现象。
这是因为在这个电场强
度下，晶体的介电常数发生了变化，导致光线发生了反射或折射。
这种现象可以应用于光
电调制器和光电开关等光学器件的设计和制造中。
结论：。
晶体的电光效应实验报告完整版
晶体的电光效应介质因电场作用而引起折射率变化的现象称为电光效应，介质折射率和电场的关系可表示为：+++=20bE aE n n (1)式中n 0是没有外加电场（E =0）时的折射率，a 和b 是常数，其中电场一次项引起的变化称为线性电光效应，由Pokels 于1893年发现，故也称为Pokels 效应；由电场的二次项引起的变化称为二次电光效应，由Kerr 在1875年发现，也称Kerr 效应，在无对称中心晶体中，一次效应比二次效应显著得多，所以通常讨论线性效应。
尽管电场引起折射率的变化很小，但可用干涉等方法精确地显示和测定，而且它有很短的响应时间，所以利用电光效应制成的电光器件在激光通信、激光测距、激光显示、高速摄影、信息处理等许多方面具有广泛的应用。
[实验目的]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；学习电光调制的原理和实验方法，掌握调试技能；了解利用电光调制模拟音频光通信的一种实验方法；[实验原理]1． 晶体的电光效应 按光的电磁理论，光在介质中传播的速度为210)(−==µεn c c ，ε为介电系数，是对称的二阶张量，即ji ij εε=，由此建立的D 和E 的关系为：j j i i E D ε= （3,2,1,=j i ) (2)即： 333232131332322212323132121111E E E D E E E D E E E D εεεεεεεεε++=++=++=在各向同性的介质中，εεεε===332211，D 和E 成简单的线性关系，光在这类介质中以某一确定速度传播；但在各向异性的介质中，一般情况下各方向的折射率却不再相同，所以各偏振态的光传播速度也不同，将呈现双折射现象。
如果光在晶体中沿某方向传播时，各个方向的偏振光折射率都相等，则该方向称为晶体的光轴。
若晶体只含有一个这样的方向，则称为单轴晶体。
通常用折射率椭球来描述折射率与光的传播方向、振动方向的关系。
晶体电光效应实验报告
晶体电光效应实验报告晶体电光效应实验报告引言：晶体电光效应是指在外加电场作用下，晶体表面发生光学现象的现象。
这一现象在光电子学和光通信领域有着重要的应用，因此对其进行深入研究和实验探究是非常有意义的。
本实验旨在通过实际操作，观察晶体在电场下的光学变化，进一步了解晶体的电光性质。
实验材料和方法：实验所用材料为一块具有晶体结构的透明晶体样品，实验仪器包括电源、电压表、光源和光强测量仪。
实验步骤如下：1. 将晶体样品放置在实验台上，并确保其表面光洁无划痕。
2. 将电源与电压表连接，调节电源输出电压，并记录下不同电压下的数值。
3. 将光源对准晶体样品，调节光源亮度，并记录下不同亮度下的数值。
4. 使用光强测量仪测量不同电压和亮度下的光强，并记录下相应的数值。
实验结果和分析：根据实验数据，我们可以得到晶体在不同电场下的光学变化。
随着电场的增加，晶体的透光性会发生变化，即光强会有所改变。
通过观察实验数据，我们可以发现晶体的光强与电压呈现一定的关联性。
当电压较小时，光强基本保持不变；但当电压达到一定数值后，光强会出现明显的变化。
这说明晶体在电场作用下，会发生电光效应。
进一步分析实验结果，我们可以得出晶体电光效应的几个特点。
首先，晶体的电光效应是非线性的，即光强与电压之间的关系不是简单的比例关系。
其次，晶体的电光效应是可逆的，即当电压减小时，光强会恢复到初始状态。
这说明晶体的电光效应是与电场的存在和强度密切相关的。
晶体电光效应的机理可以通过晶体的结构来解释。
晶体是由离子或分子组成的有序排列的固体，其内部存在着电荷分布的不均匀性。
当外加电场作用于晶体时，电场会使晶体内部的电荷分布发生变化，从而导致晶体的光学性质发生变化。
具体来说，电场会引起晶体内部的电荷重新排列，导致晶体的折射率发生变化，从而影响光的传播和透射。
这就是晶体电光效应的基本机理。
结论：通过本次实验，我们观察到了晶体在电场作用下的光学变化，进一步了解了晶体的电光性质。
晶体的电光效应-基础物理研究性实验报告
【基础物理实验研究性实验报告】晶体的电光效应目录一、摘要 (3)Abstract (3)二、实验原理 (4)2.1电光晶体和泡克耳斯效应 (4)2.2电光调制原理 (5)三、仪器介绍 (8)四、实验内容 (8)4.1调节光路 (8)4.2电光调制器T-V工作曲线的测量 (8)4.3动态法观察调制性能 (8)五、数据处理 (9)5.1研究LN单轴晶体的干涉 (9)5.2电光调制器T-V工作曲线的测量 (10)5.3动态法观察调制性能 (11)5.4测量值与标准值比较 (11)5.5四分之一波片改变工作点的实验 (12)六、实验改进......... . (12)6.1实验装置存在的问题 (12)6.2改进方案... . (13)6.3实验改进后光路的调整 (13)七、实验思考题. (14)八、感想与总结 (14)参考文献 (15)一、摘要部分摘要：本研究性实验报告以“晶体的电光效应”为研究对象，针对实验的原理、仪器、步骤进行了简要地介绍，对实验的数据进行了适当的处理，报告针对实验装置存在的问题提出了对实验装置的改进，还提供了具体的光路调整方法，使光路的调整变得简单准确易调，提高了测量准确性。
关键词：电光效应、电光调制、锥光干涉、半波电压、倍频失真Abstract:This report to "crystal electro-optic effect" as the research object, introduces briefly the experimental principle, apparatus, procedure, the experimental data are properly,report and propose the improvement of the experimental device for theexperimental device of the existing problems, the optical path adjustment methodsare also provided, the light path adjustment become simple and accurate and easyto adjust, improve the measurement accuracy.Keywords: electro-optic effect, electro-optic modulation, horoscopic interference, Half-wave voltage, harmonic distortion二、实验原理2.1 电光晶体和泡克耳斯效应晶体在外电场作用下折射率会发生变化，这种现象称为电光效应[1]。
晶体的电光效应研究性报告
研究性物理实验报告对于晶体的电光效应的探讨院系:材料科学与工程学号:13005050第一作者:李雪韬目录一，摘要部分 (2)摘要： (2)关键词： (2)Abstract (2)Keywords (2)二、实验原理 (3)2.1电光晶体和泡克耳斯效应 (3)2.2 电光调制原理 (4)三、仪器介绍 (7)四、实验内容 (8)4.1调节光路 (8)4.2电光调制器T-V工作曲线的测量 (8)4.3动态法观察调制性能 (9)五、数据处理 (9)5.1 研究LN单轴晶体的干涉 (10)5.2 极值法测半波电压 (11)5.4 ¼波片对调制性能的影响 (12)六、实验思考题 (14)七.晶体的电光效应的应用 (15)八、感想与总结 (17)九,实验数据 (18)一，摘要部分摘要：本研究性实验报告以“晶体的电光效应”为研究对象，针对实验的原理、仪器、步骤进行了简要地介绍，对实验的数据进行了适当的处理,针对实验中的一些问题提出建议.关键词：电光效应、电光调制、半波电压、倍频失真Abstract: This research lab report by "crystal electro-optic effect" as the research object, according to the experiment, the principle of the instrument, the steps are briefly introduced, and experimental data for the proper handling, aiming at some problems in the experiment are also proposed.Keywords: crystal electro-optic effect experiment instrument二、实验原理2.1 电光晶体和泡克耳斯效应晶体在外电场作用下折射率会发生变化，这种现象称为电光效应[1]。
25.晶体电光效应 (1)
晶体电光效应一、实验目的1、测量LN 晶体的半波电压；2、观察电光调制器的工作性质。
二、实验原理电场施加在晶体上，会使晶体的折射率发生变化，这种现象称之为电光效应。
下图为晶体电光调制原理示意图。
图中起偏器P 偏振化方向平行于晶体的x 轴，且与检偏器正交，波长为λ的光束沿z 轴(光轴)入射，电场方向平行于x 轴，x '、y '为晶体的感应轴，与x 、y 轴成π/ 4角。
当光束通过长为l 的晶体后，偏振光x '、y '两分量间产生位相差ϕ， '3'2222()y x o ln n l n Vdππϕγλλ=-=(1) 式中n 0，r 22和d 分别为晶体的O 光折射率，电光系数及厚度，V 为施加的直流电压。
当δ=π时，施加的电压称为半波电压V π，因此时偏振光x '.y '两分量间产生的光程差为λ/2。
由式(1)322(/2)o dV n lπλγ=(2)则位相差ϕ可表为VV πϕπ= (3) 偏振光x '.y '两分量复振幅可分别写为⎪⎩⎪⎨⎧==-ϕi y x Ae l E Al E )()('' (4) 通过检偏器的出射光，是此两分量在y 轴上投影之和()(2)(1)i y o E A e ϕ-=- (5) 相应的输出光强I 可写成2*22()()()[(1)(1)]2sin /22i i o y oy o A I E E e e A ϕϕϕ-∝=--= (6)光强透过率22sin ()sin ()22o i I V I V πϕπ==。
由上式知透过率与电压的关系是非线性的。
为了进行线性调制，在调制光路中加入一个4λ波片，使其光轴与OP 成45°，则211sin [()][1sin()]222o i I V V I V V πππππ=+=+ (7) 式中为V 0直流偏压，V m sin ωt 为交流调制信号。
晶体的电光效应【范本模板】
对晶体的电光效应的原理及应用的探究 摘要：本文对晶体的电光效应实验的原理、步骤、仪器进行了简要的介绍，并对实验数据进行处理以及误差估算。
通过分析实验室条件下误差产生的原因并进行精确计算，对比探究了极值法测半波电压和调制法测半波电压,并做出分析,深入理解实验,在讨论中谈到了实验的收获并从中吸取的经验教训，并说明实验的收获与感想。
一、实验目的：1.掌握晶体电光调制的原理和实验方法；2.学习一种测量晶体半波电压和电光常数的实验方法;3。
观察电光效应引起的晶体光学性质的变化和会聚偏振光的干涉现象。
二、实验原理:1．晶体的折射率椭球根据光的电磁理论知道，光波是一种电磁波。
在各向异性介质中,光波中的电场强度矢量E与电位移矢量D 的方向是不同的。
对于任意一种晶体,我们总可以找到一个直角坐标系（x,y,z ）,在此坐标系中有i o ri i D E εε=(i = x ，y,z ）。
这样的坐标系（x ，y,z)叫做主轴坐标系。
光波在晶体中的传播性质可以用一个折射率椭球来描述,在晶体的主轴坐标系中，折射率椭球的表达式写为：其中i ri n ε=(i =x ，y ，z ）, 是晶体的主折射率。
对于单轴晶体2222221x y zx y z n n n ++=（如本实验所用的LN 晶体)有n x = n y = n o ， n z = n e ，于是单轴晶体折射率椭球方程为：222221o ex y z n n ++= 由此看出，单轴晶体的折射率椭球是一个旋转对称的椭球。
2．LN 晶体的线性电光效应以上讨论的是没有外界影响时的折射率椭球，也就是晶体的自然双折射。
当晶体处在一个外加电场中时.晶体的折射率会发生变化，改变量的表达式为：22220111()E pE n n n γ∆=-=++其中n 是受外场作用时晶体的折射率，n 0是自然状态下晶体的折射率，E是外加电场强度，γ和p 是与物质有关的常数。
上式右边第一项表示的是线性电光效应,又称为普克尔效应，因此γ叫做线性电光系数;第二项表示的是二次电光效应,又称为克尔效应，因此p 也叫做二次电光系数。
晶体电光效应实验报告
晶体电光效应实验报告引言晶体电光效应是指在外加电场的作用下，晶体产生的光学现象。
在实验中，我们将通过观察晶体的电光效应来研究晶体的光学性质。
本实验旨在探究晶体电光效应的基本原理和特性。
实验目的1.了解晶体电光效应的基本原理；2.研究晶体在电场作用下的光学性质；3.掌握实验操作的基本技能。
实验器材•晶体样品（如硅晶体）•电源•电压表•光源•纸板•直流稳流源•万用表•数据记录表格实验步骤1.准备晶体样品和实验器材，确保实验环境安全；2.将晶体样品放置在纸板上，并将纸板放置在实验台上，以保持稳定；3.将电压表和直流稳流源与电源连接，调整电压为实验所需的数值；4.将光源放置在晶体样品的一侧，确保光线照射到晶体上；5.打开电源，将电压施加到晶体上；6.分别记录下不同电压下晶体的光学性质，如透明度、折射率等；7.增加电压，并重复步骤6，直至达到实验的要求；8.关闭电源，结束实验。
实验结果通过实验记录和观察，我们可以得出以下结论：1.随着电压的增加，晶体的透明度发生变化；2.随着电压的增加，晶体的折射率也发生变化。
实验讨论和分析根据实验结果，我们可以得出晶体电光效应与电场强度的关系。
通过调整电压，我们可以改变晶体的光学性质。
这一现象可以用晶体内部电荷分布的变化来解释，电场的作用导致晶体内部正负电荷的重新分布，从而影响光的传播。
此外，我们还可以进一步探究不同类型的晶体对电场的响应差异。
不同晶体的分子结构和晶格排列对电光效应的影响可能不同，这也可以是一个有趣的研究方向。
实验总结通过本次实验，我们了解了晶体电光效应的基本原理和特性。
通过观察晶体在电场作用下的光学性质变化，我们得出了晶体电光效应与电场强度的关系。
这对于理解晶体的光学性质和应用具有一定的意义。
然而，本实验还有一些局限性。
由于实验条件的限制，我们只能在有限的电场范围内观察晶体的光学性质变化。
此外，实验中所使用的晶体样品也可能对实验结果产生影响，因为不同类型的晶体对电场的响应可能存在差异。
晶体的电光效应
基础物理实验报告一、实验目的1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法2、了解电光效应引起的晶体光学性质的变化和观察汇聚偏振光的干涉现象3、学习测量晶体半波电压和电光常数的实验方法二、实验原理电光效应电场施加在晶体上，会使晶体的折射率发生变化，这种现象称之为电光效应。
通常将电场引起的折射率变化由下式表示：式中a和b为与E0无关的常数，n0为E0=0时的折射率。
由一次项aE0引起的折射率变化称为一次电光效应，也称为线性电光效应或Pokells 效应；由二次项aE20引起的折射率变化称为二次电光效应，也称为平方电光效应或Kerr 效应。
一次效应只存在于不具有对称中心的晶体中，二次电光效应则可能存在于任何物质中，通常一次效应比二次效应显著。
晶体的一次电光效应分为纵向电光效应和横向电光效应。
纵向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向平行时产生的电光效应；横向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里的传播方向垂直时产生的电光效应。
观察纵向电光效应最常用的晶体是KDP，而观察横向电光效应则常用铌酸锂（LiNbO3）类型的晶体。
本实验主要研究铌酸锂（LiNbO3）的一次电光效应。
在未加电场前，铌酸锂是单轴晶体。
当线偏振光沿光轴方向通过晶体时，不会产生双折射。
但如在铌酸锂晶体的X轴施加电场，晶体将由单轴晶体变为双轴晶体。
这时沿Z轴传播的偏振光应按特定的晶体感应轴X’和Y’进行分解，因为光沿这两个方向偏振的折射率不同。
类似于双折射中o光和e光的偏振态的讨论，由于沿X’和Y’的偏振分量存在相位差，出射光一般将成为椭圆偏振光。
由晶体光学可以证明，这两个方向的折射率：，电光调制原理当光经过起偏器P后变成振动方向为OP的线偏振光，进入晶体 (z = 0) 后被分解为沿x′和y′轴的两个分量，因为OP与x’轴、y’轴的夹角都是45º，所以位相和振幅都相等。
即AOEOEyx=='')()(，于是入射光的强度为：222*2)()(AOEOEEEIyx=+=⋅∝''当光经过长为l的LN晶体后，x′和y′分量之间就产生位相差ϕ，即：⎪⎩⎪⎨⎧==-ϕiyxAelEAlE)()(''（13）从检偏器A（它只允许OA方向上振动的光通过）出射的光为)('lEx和)('lEy在OA轴上的投影之和()(1)iy oE A eϕ-=-（14）于是对应的输出光强为：2*22()()()[(1)(1)]2sin /22i i o y oy o A I E E e e A ϕϕϕ-∝=--= （15）将输出光强与输入光强比较，再考虑（11）式和（12）式，最后得到：22sin sin ()22o i I V I V πϕπ== （16） i I I /0为透射率，它与外加电压V 之间的关系曲线就是光强调制特性曲线，见图3。
实验七晶体的电光效应及其应用
实验七晶体的电光效应及其应用——用相位补偿法测量双折射晶体的微小相位差物理学院物理系00004037 贾宏博1 实验目的1.1 研究KD*P晶体的一次电光效应，用光强极小、光强极大和调制法三种方法测定一组KD*P晶体的半波电压。
1.2 用相位补偿法测量双折射云母样品的相位差和折射率差。
2 实验原理2.1 磷酸二氘钾（KD*P）类型晶体的纵向电光效应。
KD*P晶体为负单轴晶体，如图7-1。
它的折射率椭球为旋转椭球，如（7-1）式图7-1 图7-2122222=++eonznyx（7-1）在KD*P晶体的光轴z方向加上电场后，（7-1）式变为126322222=+++xyErnznyxzeo（7-2）经过坐标变换⎪⎩⎪⎨⎧=+=-='45cos'45sin'45sin'45cos'zzyxyyxx（7-2）式转化为1'''2'22'22'2=++z y x n z n y n x ，其中⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=--ez z o o y z o o x n n E r n n n E r n n n '2/1632'2/1632')1()1( （7-3）通常1632<<z o E r n ，则（7-3）式化为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=-=e z zo oy z o ox n n E r n n n E r n n n '633'633'22 （7-4）从图7-2中可以看出在加了电场后折射率椭球的变化。
折射率椭球的x-y 截面变成了椭圆，且长、短轴变成了'x 、'y 轴，并且与x 、y 轴夹角45。
'x 、'y 轴称为感应轴。
当线偏光在KD*P 晶体中沿着z 轴方向传播时，'x 、'y 方向的偏振光的折射率不一样，经过长度为L 的晶体后，产生的相位差为D o z o x y V r n LE r n L n n 633633''22)(2λπλπλπφ==-=（7-5）其中L E V z D =，即加在晶体两端的电压。
电光晶体的实验报告
一、实验目的1. 了解电光晶体的基本特性；2. 掌握电光晶体实验的基本步骤；3. 通过实验验证电光晶体的特性。
二、实验原理电光晶体是一种在电场作用下能产生光折射率变化或光吸收变化的晶体。
电光效应是电光晶体的重要特性之一，它是指电场作用下，晶体的光折射率或光吸收系数发生变化的现象。
电光晶体在光学信息处理、光通信、激光技术等领域具有广泛的应用。
三、实验仪器与材料1. 仪器：电光晶体实验平台、激光器、探测器、电源、光功率计、光路调节系统等；2. 材料：电光晶体样品、光学器件、光缆、电源线等。
四、实验步骤1. 安装实验平台，调整光路，使激光束垂直于电光晶体样品表面；2. 调节电源，使电光晶体样品处于适当的温度下；3. 打开激光器，调节光功率，使激光束通过电光晶体样品；4. 调节探测器位置，使探测器接收到的光信号为最强；5. 在电光晶体样品两端施加电场，观察探测器接收到的光信号变化；6. 改变电场强度，观察光信号的变化，并记录数据；7. 分析实验数据，验证电光晶体的特性。
五、实验结果与分析1. 实验结果实验中，当在电光晶体样品两端施加电场时，探测器接收到的光信号发生明显变化。
随着电场强度的增加，光信号强度逐渐减弱，直至光信号消失。
这说明电光晶体在电场作用下，光折射率发生变化，导致光信号减弱。
2. 结果分析实验结果表明，电光晶体具有明显的电光效应。
在电场作用下，光折射率发生变化，导致光信号强度减弱。
此外，实验结果还表明，电光效应的强度与电场强度成正比。
六、实验结论1. 电光晶体在电场作用下，光折射率发生变化，具有电光效应；2. 电光效应的强度与电场强度成正比；3. 本实验验证了电光晶体的特性，为进一步研究电光晶体在光学信息处理、光通信、激光技术等领域的应用提供了实验依据。
七、实验讨论1. 实验过程中，光路调节是关键环节，需要确保光束垂直于电光晶体样品表面，以保证实验结果的准确性；2. 实验过程中，电源的稳定性对实验结果有较大影响，应确保电源稳定；3. 实验结果受温度、晶体质量等因素影响，需要在实验过程中注意控制这些因素。
电光效应实验报告
电光效应实验报告一、实验目的1、掌握电光效应现象及其实验原理。
2、了解电光晶体的特性和原理。
3、掌握偏光器的使用。
二、实验原理电光效应是指在电场作用下，光在晶体中的传播速度、传播方向或折射率发生变化的现象。
大小和方向均与所加电场的强度和方向有关。
电光晶体是一种特殊的晶体，当外界电场作用于其上时，会发生电光效应。
其中最常用的电光晶体是锂酸钽（LiTaO3）和锂钼酸（LiNbO3）。
在本实验中，所使用的电光晶体为锂钼酸晶体。
实验装置主要由激光器、偏光器、电光晶体、物镜组成。
激光器产生高亮度的单色激光，偏光器可调节平面偏振光的偏振方向，将振动方向固定于某个方向。
物镜聚焦激光束，使其汇聚到一个面积很小的点上。
当电光晶体中无电场作用时，经过偏光器和物镜的激光束将是线偏振光。
当外界电场加加于晶体之后，就会改变晶体中的折射率，使得激光其传播速度和方向发生变化。
这时经过偏光器会感受到一定的旋转角度，即发生了旋光现象。
三、实验内容1、认识电光晶体。
2、通过实验仪器的设置和调试，使激光在不加电场时，经过偏光器后呈现线偏振光，且通过物镜成为平行光束；在加电场时，从偏光器旋转出去的光束，在经过物镜聚成的图像会有所偏移。
3、通过实验，探究电场强度和电光晶体厚度对旋转角度的影响。
四、实验步骤1、打开实验仪器开关，使激光器开始工作。
2、调整激光和偏光器，使其呈线偏振光；再次调整偏光器和物镜相对位置，使得激光经过物镜后呈平行光束。
3、开启电源，让电流传输到电光晶体上，调整电源电压，控制电场强度。
4、用测量工具测量旋转角度，记录数据。
5、改变电场强度和电光晶体厚度，记录不同实验结果，并加以比较分析。
五、实验结果经过实验，我们得到了不同电场强度和电光晶体厚度时，不同的旋转角度，数据记录如下表：电场强度/（V/cm）电光晶体厚度/（mm）旋转角度/（°）200 1.5 15.7300 1.5 22.6100 3 7.3200 3 10.1300 3 14.6通过上表中的数据可以看出，电场强度和电光晶体厚度对旋转角度有一定的影响。
研究性实验报告——晶体的电光效应1
基础物理实验研究性报告晶体的电光效应院系仪器科学与光电工程学院作者张海霞10171124胡笛10171147研究性实验报告——晶体的光电效应目录摘要 ............................................................................................................................................. - 3 -关键字 ......................................................................................................................................... - 3 -实验要求...................................................................................................................................... - 4 -实验原理...................................................................................................................................... - 4 -1。
电光晶体和泡克尔斯效应............................................................................................ - 4 -2 电光调制原理.................................................................................................................. - 5 -(1）横向调制实验 .................................................................................................... - 6 -(2) 直流偏压对输出特性的影响 ............................................................................. - 8 -实验仪器.................................................................................................................................... - 10 -实验步骤.................................................................................................................................... - 10 -1 调节光路........................................................................................................................ - 10 -2 电光调制器T—V工作曲线的测量 ............................................................................ - 11 -3 动态法观察调制器性能................................................................................................ - 11 -数据记录与处理........................................................................................................................ - 12 -原始数据表格.................................................................................................................... - 12 -T—V工作曲线数据表 ............................................................................................. - 12 -T-V工作曲线 ............................................................................................................ - 13 -数据处理.................................................................................................................................... - 14 -误差分析及改进方法................................................................................................................ - 14 -实验思考题................................................................................................................................ - 15 -实验总结.................................................................................................................................... - 16 -摘要激光是一种光频电磁波,具有良好的相干性,与无线电波相似，可用来作为传递信息的载波。
晶体的电光效应 电子版实验报告
晶体的电光效应五、数据处理1.研究LN单轴晶体的干涉：（1）单轴锥光干涉图样：调节好实验设备，当LN晶体不加横向电压时，可以观察到如图现象，这是典型的汇聚偏振光穿过单轴晶体后形成的干涉图样。
（2）晶体双轴干涉图样：打开晶体驱动电压，将状态开关打在直流状态，顺时针旋转电压调整旋钮，调整驱动电压，将会观察到图案由一个中心分裂为两个，这是典型的汇聚偏振光穿过双轴晶体后形成的干涉图样，它说明单轴晶体在电场的作用下变成了双轴晶体2.动态法观察调制器性能：（1）实验现象：当V1=143V时，出现第一次倍频失真：当V 2=486V 时，信号波形失真最小，振幅最大（线性调制）：当V 3=832V 时，出现第二次倍频失真：（2）调制法测定LN 晶体的半波电压：第一次倍频失真对应的电压V 1=143V ，第二次倍频失真对应的电压V 3=832V 。
故31832143689V V V V V V π=-=-=。
由3022()2d V n lπλγ=得：122230() 6.41102d n V lπλγ-==⨯3.电光调制器T-V 工作曲线的测量：（1）原始数据：依据数据作出电光调制器P-V工作曲线：（2）极值法测定LN晶体的半波电压：从图中可以看到，V 在100~150V 时取最小值，在800~850V 时取最大比较数据可以得出，极小值大致出现在1110V V ≈，极大值大致出现在3805V V ≈，由此可得31805110695V V V V V V π=-=-=由3022()2d V n lπλγ=得：122230() 6.35102d n V lπλγ-==⨯4.测量值与理论值比较：晶体基本物理量：算出理论值3022()649.22d V V n lπλγ==。
与理论值相比，调制法测量结果相对误差约6.1%，极值法测量结果误差约7.1%，实验值与理论值符合较好。
其中，动态法比极值法更精确。
5.讨论实验中观察到的输出波形和畸变产生的原因： 根据理论计算，当V=0时，T 应当为极小值（T=0），然而从实验测量出的T-V 图中可以发现，当V=0时，T 不为零，且极小值也不出现在V=0处，对此我们可以归纳出以下几种可能原因：（1）由于在调试前后两个偏振片过程中，难以保证其起偏方向完全垂直，这就导致了极小值点偏离V=0点。
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晶体的电光效应五、数据处理
1.研究LN单轴晶体的干涉：
（1）单轴锥光干涉图样：
调节好实验设备，当LN晶体不加横向
电压时，可以观察到如图现象，这是典型的
汇聚偏振光穿过单轴晶体后形成的干涉图
样。
（2）晶体双轴干涉图样：
打开晶体驱动电压，将状态开关打在直
流状态，顺时针旋转电压调整旋钮，调整驱
动电压，将会观察到图案由一个中心分裂为
两个，这是典型的汇聚偏振光穿过双轴晶体
后形成的干涉图样，它说明单轴晶体在电
场的作用下变成了双轴晶体
2.动态法观察调制器性能：
（1）实验现象：
当V1=143V时，出现第一次倍频失真：
当V 2=486V 时，信号波形失真最小，振幅最大（线性调制）：
当V 3=832V 时，出现第二次倍频失真：
（2）调制法测定LN 晶体的半波电压：
第一次倍频失真对应的电压V 1=143V ，第二次倍频失真对应的电压V 3=832V 。
故31832143689V V V V V V π=-=-=。
由3
022
(
)2d V n l
πλ
γ
=
得：12
22
3
0(
) 6.4110
2d n V l
π
λ
γ
-=
=⨯
3.电光调制器T-V 工作曲线的测量：
（1）原始数据：
依据数据作出电光调制器P-V工作曲线：
（2）极值法测定LN晶体的半波电压：
从图中可以看到，V 在100~150V 时取最小值，在800~850V 时取最大
比较数据可以得出，极小值大致出现在1110V V ≈，极大值大致出现
在3805V V ≈，由此可得31805110695V V V V V V π=-=-=
由3
022
(
)2d V n l
πλ
γ
=
得：12
22
3
0(
) 6.3510
2d n V l
π
λ
γ
-=
=⨯
4.测量值与理论值比较：
晶体基本物理量：
算出理论值3
022
(
)649.22d V V n l
πλ
γ
=
=。
与理论值相比，调制法测量
结果相对误差约6.1%，极值法测量结果误差约7.1%，实验值与理论值符合较好。
其中，动态法比极值法更精确。
5.讨论实验中观察到的输出波形和畸变产生的原因： 根据理论计算，当V=0时，T 应当为极小值（T=0），然而从实验测量出的T-V 图中可以发现，当V=0时，T 不为零，且极小值也不出现在V=0处，对此我们可以归纳出以下几种可能原因：
（1）由于在调试前后两个偏振片过程中，难以保证其起偏方向完全垂直，这就导致了极小值点偏离V=0点。
（2）由于工艺上的原因，前后两个偏振片即使在完全垂直的情况下，也不可能完全消光，总会有光线透过，因此，极小值点之值大于零。
输出波形畸变产生的原因：
根据数学推导可得，光强透过率：2
0s in
(s in )2m T V V t V π
π
ω=+
（1）当0/2V V π=时，工作点落在线性工作区的中部，将0/2V V π=代入得：
1(1s in )s in 2m
m V T t V t V π
πωω≈
+
∝
这时，调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。
（2）当00V =或V π，m V V π 时，同理可得co s 2T t ω∝，这时输出光的频率是调制信号的两倍，即产生“倍频”失真。
六、选作实验：
测量1/4波片的δ： 在实验中，去掉晶体上所加的直流偏压，把1/4波片置入晶体和偏振片之间，绕光轴缓慢旋转时，可以看到输出信号随着发生变化，其现象与改变直流偏压效果相同：
根据数学推导，光强透过率为：
2
2
s in (
s in )s in
(
s in )2
22m
m V V T t V t V V π
π
π
πδ
π
ωδωπ
=+
=+
与前面的公式类比，可发现式中的
V π
δπ
即相当于原先公式中的
“0V ”。
在从倍频失真到线性调制的过程中，由于1/4波片旋转了90°，透射光相位改变了δ（o 光转化为e 光或相反），而相应的“0V ”改变了m V /2，故有：
/2V V π
πδπ
= ⇒ 2
π
δ=
即1/4波片的2
π
δ=。
七、实验后思考题：
1.铌酸锂在施加电场前后有什么不同？是否都存在双折射现象？ 答：铌酸锂在未施加电场时是单轴晶体，不存在双折射，施加电场后铌酸锂为双轴晶体，存在双折射。
2.为什么1/4波片也可以改变电光晶体的工作点？ 答：1/4波片是一块具有特定厚度的双轴晶体，光线透过1/4波片后会分解为o 光和e 光，两者的相位差为2
π
δ=。
将1/4波片引起的相位差考
虑之后可得光强透过率：
2
2
s in (
s in )s in
(
s in )2
22m
m V V T t V t V V π
π
π
πδ
π
ωδωπ
=+
=+
当起始光偏振方向垂直于1/4波片的光轴时，透射光全为o 光，此时δ=0，代入上式可得：
1(1s in )s in 2m
m V T t V t V π
πωω≈
+
∝
此时调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。
旋转1/4波片，当起始光偏振方向平行于1/4波片的光轴时，透射光全为e 光，此时2
π
δ=
，代入上式可得：
2
11()(1c o s 2)c o s 28m V T t t V π
πωω=-
-∝ 这时输出光的频率是调制信号的两倍，即产生“倍频”失真。
因此，旋转1/4波片可以改变电光晶体的工作点。
3.半波电压如何测量？本试验有几种测量的方法？操作有什么特点？ 答：本实验有两种方法测量半波电压，一种是调制法测定半波电压，一种是极值法测定半波电压。
其特点为：前者是通过示波器观察输入输出波形特点来测定半波电压，后者是通过检测透射光强的极大值和极小值来测定半波电压。
其中，调制法的测量精度更高。