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旋光晶体电光性能的研究

田召兵  
【摘要】:晶体的电光性能在现代光电子学中有着广泛的应用。电光Q开关、电光锁模技术的应用可以提供很好的窄脉冲高功率的激光光源。考虑到电光系数要大、对使用波段要有较高的透过率、光学均匀性好、耐压高、对光波和调制波的损耗小、折射率随温度的变化较小、化学性质稳定、机械性能好、易于获得高光学质量的大尺寸晶体等因素后,目前只有两种晶体KD~*P和LiNbO_3是最适合做电光器件的晶体。但是这两种晶体都各自有各自的缺点:KD~*P是用水溶液法生长的,在寻常环境下易于潮解,因此晶体加工和使用时应用特别的防护措施以防止潮解;LiNbO_3是利用溶液提拉法生长的,但是其损伤阈值太低,不能用在大、中功率激光器中。 传统观点认为,具有旋光性的同时也有电光效应的晶体是不适合做电光方面应用的。然而,山东大学晶体材料研究所在2002年首次提出了利用典型的旋光晶体硅酸镓镧晶体(LGS)制作电光Q开关的设想,并且取得了一定的成果。在以往的基于LGS晶体电光开关的研究中,加压式开关实现的比较理想,并已经达到了调Q开关的要求。然而,退压式开关却没有很好的得以实现,成为困扰这类晶体电光性能开发的一个重要难题。 本论文从基本的光学方程出发,推得了利用旋光晶体制作电光Q开关需要的条件。主要工作如下: 1.从理论上对通过处于电场中的旋光晶体的光传播方程进行研究,分析了电光效应及旋光效应对光的偏振态的影响,得到了不同于以前研究的结论。通过研究发现,在大多数情况下,线性偏振光在通过处于电场中的旋光晶体后已经不再是线性偏振的,而是椭圆偏振的。因此,从理论上发现了以前工作的不足,找到了退压式开关没有做好的真正原因在于Q开关器件的设计。 2.利用He—Ne激光器、半反镜、起偏器、检偏器、尼科耳棱镜、高压直流


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