電光效應(yīng)

電光效應(yīng)（漢語(yǔ)拼音：Dianguang Xiaoying；英語(yǔ)：electro-optical effect），某些各向同性的透明物質(zhì)在電場(chǎng)作用下顯示出光學(xué)各向異性的效應(yīng)。電光效應(yīng)當(dāng)給晶體或液體加上電場(chǎng)后，該晶體或液體的折射率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象成為電光效應(yīng)。電光效應(yīng)在工程技術(shù)和科學(xué)研究中有許多重要應(yīng)用，它有很短的響應(yīng)時(shí)間（可以跟上頻率為1010Hz的電場(chǎng)變化），可以在高速攝影中作快門或在光速測(cè)量中作光束斬波器等。在激光出現(xiàn)以后，電光效應(yīng)的研究和應(yīng)用得到迅速的發(fā)展，電光器件被廣泛應(yīng)用在激光通訊、激光測(cè)距、激光顯示和光學(xué)數(shù)據(jù)處理等方面。

電光效應(yīng)包括克爾效應(yīng)和泡克耳斯效應(yīng)：

克爾效應(yīng)

1875年英國(guó)物理學(xué)家J.克爾發(fā)現(xiàn)，玻璃板在強(qiáng)電場(chǎng)作用下具有雙折射性質(zhì)，稱克爾效應(yīng)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)多種液體和氣體都能產(chǎn)生克爾效應(yīng)。觀察克爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。內(nèi)盛某種液體（如硝基苯）的玻璃盒子稱為克爾盒，盒內(nèi)裝有平行板電容器，加電壓后產(chǎn)生橫向電場(chǎng)。克爾盒放置在兩正交偏振片之間。無(wú)電場(chǎng)時(shí)液體為各向同性，光不能通過(guò)P2。存在電場(chǎng)時(shí)液體具有了單軸晶體的性質(zhì)，光軸沿電場(chǎng)方向，此時(shí)有光通過(guò)P2（見偏振光的干涉）。實(shí)驗(yàn)表明 ，在電場(chǎng)作用下，主折射率之差與電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比。電場(chǎng)改變時(shí)，通過(guò)P2的光強(qiáng)跟著變化，故克爾效應(yīng)可用來(lái)對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制。液體在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生極化，這是產(chǎn)生雙折射性的原因。電場(chǎng)的極化作用非常迅速，在加電場(chǎng)后不到10-9秒內(nèi)就可完成極化過(guò)程，撤去電場(chǎng)后在同樣短的時(shí)間內(nèi)重新變?yōu)楦飨蛲浴？藸栃?yīng)的這種迅速動(dòng)作的性質(zhì)可用來(lái)制造幾乎無(wú)慣性的光的開關(guān)——光閘，在高速攝影、光速測(cè)量和激光技術(shù)中獲得了重要應(yīng)用。

泡克耳斯效應(yīng)

1893年由德國(guó)物理學(xué)家F.C.A.泡克耳斯發(fā)現(xiàn)。一些晶體在縱向電場(chǎng)（電場(chǎng)方向與光的傳播方向一致）作用下會(huì)改變其各向異性性質(zhì)，產(chǎn)生附加的雙折射效應(yīng)。例如把磷酸二氫鉀晶體放置在兩塊平行的導(dǎo)電玻璃之間，導(dǎo)電玻璃板構(gòu)成能產(chǎn)生電場(chǎng)的電容器，晶體的光軸與電容器極板的法線一致，入射光沿晶體光軸入射。與觀察克爾效應(yīng)一樣，用正交偏振片系統(tǒng)觀察。不加電場(chǎng)時(shí)，入射光在晶體內(nèi)不發(fā)生雙折射，光不能通過(guò)P2。加電場(chǎng)后，晶體感生雙折射，就有光通過(guò)P2。泡克耳斯效應(yīng)與所加電場(chǎng)強(qiáng)度的一次方成正比。大多數(shù)壓電晶體都能產(chǎn)生泡克耳斯效應(yīng)。泡克耳斯效應(yīng)與克爾效應(yīng)一樣常用于光閘、激光器的Q開關(guān)和光波調(diào)制等。