光折变效应及其在干涉仪中的应用ppt课件.pptx

Company LogoCompany Logo光折变效应及其在干涉仪中的应用光折变效应及其在干涉仪中的应用光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。目录21234光电子技术光电子技术567光折变效应概述光折变效应的物理机制光折变效应的主要特征光折变效应存在的条件光折变效应与强光非线性的关系光折变材料特征参量基于光折变效应的非线性干涉仪Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应概述非线性光学是研究光与物质相互作用的一门学科非线性光学是研究光与物质相互作用的一门学科。3光电子技术光电子技术介质中的带电粒子（如电子）在强光电场作用下发生瞬态非简谐振动引起介质极化强度P随光场E发生非线性变化入射光场具有与原子内的束缚内电场可以相比较的数量级非线性光学的深入研究只有在激光出现之后才成为可能。起因于后来人们通常称它为强光非线性光学效应要求强光非线性Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应概述41966年：贝尔实验室的Ashkin等人在用LiNbO3和LiTaO3晶体进行倍频实验时意外发现了一种特殊的光损伤现象，即由于光辐照区折射率变化破坏了产生倍频的相位匹配条件，从而降低了倍频转换效率。1968年：由于这种光损伤在光辐照停止后仍能保持相当长的时间，Chen等人首先认识到，这种光损伤可以用来进行光信息的实时存储，深入研究了这种效应的物理机制。光电子技术光电子技术由于这种光损伤可以通过均匀辐照和加热的方法被完全擦洗掉，因而它是一种可逆的损伤，为了与永久性的光损伤相区别，人们改称它为：光折变效应光折变效应（photorefractiveeffect）。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应概述5光电子技术光电子技术与强光非线性光学相比较，光折变效应最明显的特征是它起因于入射光强的空间调制，而不是绝对的入射光强弱光非线性光学无疑为非线性光学开创了更加广泛的研究领域，它不仅可以在方便的时间尺度下观察和研究非线性现象，而且使得实时制作各种非线性光学元器件成为可能。这就是说，对于弱光（如毫瓦，甚至微瓦量级），只要辐照时间足够长，亦可得到足够大的折射率改变，因此人们又称之为弱光非线性光学特征特征含义含义意义意义Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应概述6光电子技术光电子技术目前，光折变效应的研究方向主要有以下方面：进一步了解光折变效应的微观物理机制研究与光折变效应相关及伴生的非线性光学效应、现象发现、改进和研制高性能的光折变材料和抗光折变材料利用光折变效应研制高性能的实用器件由于光折变材料的非瞬时响应性质，而且其响应时间可以通过入射光强来调节，因而对于非相干光是理想的时间平均包络相应的非线性材料，利用它研究非相干光的非线性光学效应是首选的理想介质低功率下实时制作光折变光学感应光子晶体（波导阵列），研究在非线性周期系统中的自局域态和衍射控制Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制光折变效应是发生在电光材料中的一种电光现象。如图，光折变过程及光折变效应是发生在电光材料中的一种电光现象。如图，光折变过程及其物理机制可以概括为以下五个步骤：其物理机制可以概括为以下五个步骤：7光电子技术光电子技术光折变过程Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制8光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制9光电子技术光电子技术1.电光晶体内的杂质、缺陷和空位作为电荷的施主或者受主，在不均 匀的光辐照下，施主杂质被电离之后产生光激发载流子。2.光激发载流子通过浓度扩散或者在外加电场以及光生伏打效应作用 下的漂移而运动。3.迁移的载流子又可以被陷阱重新俘获，他们经过激发、迁移、俘 获，再激发、再迁移、再俘获直至到达暗区，被处在深能级 的陷阱重新俘获，最终正、负电荷发生空间分离，这种电荷的空 间分离与光强的空间分布相对应。4.这些光致分离的空间电荷在晶体内部建立起相对应的空间电场。5.空间电场通过电光效应在晶体内部形成与光强空间分布相对应的折 射率的分布。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制在光折变过程中自由载流子的迁移主要有下面三种机制在光折变过程中自由载流子的迁移主要有下面三种机制：10光电子技术光电子技术光生伏打效应漂移扩散Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制1.扩散扩散11光电子技术光电子技术在非均匀光辐照下亮区的自由载流子的浓度最高暗区的自由载流子的浓度最低形成浓度梯度n形成扩散电流kB为波尔兹曼常数；T为热力学温度，为迁移率。q为载流子的电荷；D为扩散系数；n为载流子浓度梯度；Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制2.漂移漂移 12光电子技术光电子技术外加电场E0空间电荷场ESC载流子在电场作用下发生迁移为自由载流子的迁移率Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的物理机制3.光生伏打效应光生伏打效应光生伏打效应光生伏打效应只存在于铁电晶体只存在于铁电晶体中中偏振偏振状态不同的光会在不同的方向引起光生伏打状态不同的光会在不同的方向引起光生伏打电流电流13光电子技术光电子技术入射光的偏振方向沿铁电晶体的c轴方向时（e光）产生反平行于自发的极化方向的光生伏打电流为Glass常数Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征与一般高功率激光场作用下的非线性光学效应相比较，光折变效应具有与一般高功率激光场作用下的非线性光学效应相比较，光折变效应具有以下主要特征以下主要特征：14光电子技术光电子技术漂移机制和光生伏打机制形成的光折变非线性均属于饱和非线性。空间非局域性。非瞬时响应，而且有相当长的暗存储时间。光折变是可逆过程。短波长比长波长的光折变灵敏度高。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征1.漂移漂移机制和光生伏打机制形成的光折变非线性均机制和光生伏打机制形成的光折变非线性均属于饱和属于饱和非线性非线性：其其光折变光折变n值依赖于值依赖于I/Id之比值，其中之比值，其中I为辐照光强，为辐照光强，Id为暗辐照。通过为暗辐照。通过附加非相干背景辐照光附加非相干背景辐照光Ib可以控制可以控制Id值，从而有效地改变值，从而有效地改变n值值。在在光生伏打光折变介质中，在光折变未达到饱和前，光折变光生伏打光折变介质中，在光折变未达到饱和前，光折变n值近似值近似正比于正比于I/Id与辐照时间与辐照时间t的乘积。这就是说，辐照光强的乘积。这就是说，辐照光强I的大小只会影响到的大小只会影响到光折变过程进行的速度和光折变过程进行的速度和n的饱和值的饱和值ns。对于弱光（对于弱光（W、mW量级）量级），只要辐照时间足够长，亦可得到一定的，只要辐照时间足够长，亦可得到一定的n值。但是值。但是n的饱和值的饱和值ns是随是随I/Id之比值的增加而增加的之比值的增加而增加的。光光折变效应起因于光强的空间调制，而不是绝对光强。因为空间电荷的折变效应起因于光强的空间调制，而不是绝对光强。因为空间电荷的分离和空间电荷场的建立需要一个累积的过程，所以光强的大小主要影分离和空间电荷场的建立需要一个累积的过程，所以光强的大小主要影响到自由载流子被光激发的速度和空间电荷场的建立时间响到自由载流子被光激发的速度和空间电荷场的建立时间。15光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征2.空间空间非局域非局域性性：如果如果光生载流子的迁移机制是扩散占优势时，折射率改变的最大值处并光生载流子的迁移机制是扩散占优势时，折射率改变的最大值处并不对应光辐照最强处不对应光辐照最强处。也就是说也就是说，相位栅在光栅波矢方向相对于光强的干涉条纹有一定的空间，相位栅在光栅波矢方向相对于光强的干涉条纹有一定的空间相位移相位移。这种这种光栅又称为相移型光栅，它允许两束相互作用光束之间发生稳态的光栅又称为相移型光栅，它允许两束相互作用光束之间发生稳态的能量转移能量转移。由由波耦合理论可知，当相位移波耦合理论可知，当相位移=/2时，时，光束间光束间发生最大的能量发生最大的能量转移转移。16光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征17光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征18光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征19光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征20光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应的主要特征5.短波短波长比长波长的光折变灵敏度长比长波长的光折变灵敏度高高:这这是因为波长越短，处于更深能级的光生载流子也能被激发是因为波长越短，处于更深能级的光生载流子也能被激发。如果如果光波的能量高于或接近禁带宽度（如紫外光），价带的电子就可以光波的能量高于或接近禁带宽度（如紫外光），价带的电子就可以通过带际跃迁到导带，电子和空穴都将参与光折变过程，它可以引起更通过带际跃迁到导带，电子和空穴都将参与光折变过程，它可以引起更强的光折变效应（带际光折变效应），而且它具有许多不同于通常由杂强的光折变效应（带际光折变效应），而且它具有许多不同于通常由杂质能级激发光生载流子的光折变效应的新特点质能级激发光生载流子的光折变效应的新特点。如果如果使用脉冲激光代替连续光辐照晶体，则可以通过双光子吸收引起带使用脉冲激光代替连续光辐照晶体，则可以通过双光子吸收引起带际光折变效应。际光折变效应。21光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件光折变光折变效应存在的条件：效应存在的条件：光光折变效应是在自然界中普遍存在的一种有效地光致折射率改变效应。折变效应是在自然界中普遍存在的一种有效地光致折射率改变效应。22光电子技术光电子技术1凡是电光系数足够大的电光材料均存在光折变效应，并不局限于铁电晶体。2光生载流子可能来源于杂质或缺陷能级，也可能来源于本征能级。3产生光折变效应的辐照光可以是相干光，也可以是非相干光。4引起光折变效应的电场可以是外加电场也可以是内电场。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件23光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件24光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件25光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件26光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应存在的条件27光电子技术光电子技术2.光生载流子既可能来源于杂质或缺陷能级也可能来源于本征能级：为此辐照光的频率或波长应当分别满足杂质或缺陷能级的电离能和禁带宽度的要求。3.产生光折变效应的辐照光可以是相干光，也可以是非相干光：但是，如果通过相干方法写入体相位栅则必须是相干光。4.引起光折变效应的电场可以是外加电场，也可以是内电场：外加电场（如BGO，BSO，SBN等），内电场（如LiNbO3晶体中由光生伏打效应产生的光生伏打场）Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应与强光非线性的关系一般一般情况情况下下：辐照辐照光强是比较低的，表现出介质的光学性质与光强是比较低的，表现出介质的光学性质与辐照辐照 光强光强无关无关。辐照辐照光强足够光强足够强强:(光光场强度场强度E108V/cm，对应，对应原子的内束缚原子的内束缚电场强度电场强度)物质物质的光学性质便会依赖于光的强度和其他特征，的光学性质便会依赖于光的强度和其他特征，光光 波波开始与介质发生相互作用开始与介质发生相互作用，光，光通过介质彼此也通过介质彼此也可以可以 发生发生相互作用，这种现象属于非线性光学的范畴相互作用，这种现象属于非线性光学的范畴。通过使用通过使用强的相干光源（如高功率的激光器），可以观察到这些非线性强的相干光源（如高功率的激光器），可以观察到这些非线性光学效应。光学效应。28光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变效应与强光非线性的关系29光电子技术光电子技术光折光折变非非线性性强光非光非线性性阈值弱光非线性，无阈值响响应时间非瞬时相应（慢响应），因为它需要光激发，自由载流子迁移和光俘获过程，响应时间依赖于光强瞬态响应，电子在光场作用下瞬态感应电偶极矩，响应时间与光强无关（在阈值以上时）存存储型型没有存储性，E=0时，n=0空空间局域性局域性对于扩散机制：空间非局域=/2对于漂移及光生伏打机制：空间局域=0，空间局域，=0Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体在某些光折变晶体中，如在某些光折变晶体中，如LiNbO3，LiTaO3，BaTiO3等，均匀光辐照能够等，均匀光辐照能够产生产生开路电压开路电压或等值的短路电流。这种效应称作或等值的短路电流。这种效应称作光生伏打效应光生伏打效应（photovoltaic effect）。实验实验证明，光生伏打效应只存在于铁电晶体中证明，光生伏打效应只存在于铁电晶体中。下面介绍几个相关概念：下面介绍几个相关概念：30光电子技术光电子技术自发极化热释电效应铁电体Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体1.自发自发极化极化：与与感应极化不同，它不是由外加电场作用引起的，而是由于物质本身结感应极化不同，它不是由外加电场作用引起的，而是由于物质本身结构在某方向上的正、负电荷重心不重合而固有的。自发极化的矢量方向构在某方向上的正、负电荷重心不重合而固有的。自发极化的矢量方向规定由负电荷重心指向正电荷重心。规定由负电荷重心指向正电荷重心。2.热热释电效应释电效应：是是由于晶体中存在着自发极化而引起的。具有对称中心的晶体不可能具由于晶体中存在着自发极化而引起的。具有对称中心的晶体不可能具有热释电性。只有当晶体中存在与其他主轴都不相同的惟一极轴时，才有热释电性。只有当晶体中存在与其他主轴都不相同的惟一极轴时，才有可能通过温度变化引起晶体总电矩的变化，即引起自发极化的改变，有可能通过温度变化引起晶体总电矩的变化，即引起自发极化的改变，这就是热释电效应这就是热释电效应。31光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体3.铁电体：铁电体：自发自发极化强度可以在外电场作用下而反向的热释电晶体称作铁电晶体。极化强度可以在外电场作用下而反向的热释电晶体称作铁电晶体。做一自发极化仅仅是晶体具有铁电性的必要条件，判断铁电性行为必须做一自发极化仅仅是晶体具有铁电性的必要条件，判断铁电性行为必须根据晶体是否具有电滞回线这一实验事实。根据晶体是否具有电滞回线这一实验事实。32光电子技术光电子技术图示给出了某铁电体的电滞回线。为简化起见，设极化强度的取向只有两种可能（即沿某轴的正向或负向）。在没有外加电场存在时，晶体的总电矩为零。当电场施加于晶体时，极化强度沿电场方向的那些电畴增大，而与之反平行的电畴减小。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体3.铁电体：铁电体：33光电子技术光电子技术6.Ec称为矫顽电场强度。如果矫顽电场Ec大于晶体的击穿场强，在极化反向之前晶体已发生击穿，便不能说该晶体具有铁电性1.OA段表示极化强度随外电场增加2.电场强度继续增大时，最后可使晶体单畴化，晶体的极化强度达到饱和。这相当于图中的BC段。3.将这段线性部分外推至外场为零的情形，在纵轴P上所得到的截距称为饱和极化强度PS。这也就是每个畴原来已经存在的自发极化强度。4.如果电场由图中C处开始减少，晶体的极化强度亦随之减少。但在电场为零时，仍存在剩余极化强度Pr。5.当反向后的电场达到Ec时，剩余极化全部消失；反向电场继续增大时，极化强度反向。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体在在32种点群的电介质种点群的电介质中中：只有只有不具有对称中心的不具有对称中心的20种才具有种才具有压电性压电性；压电晶体中压电晶体中具有唯一单向极轴（自具有唯一单向极轴（自发极化方向）的晶体为热释电晶体。发极化方向）的晶体为热释电晶体。它共有它共有10种点群种点群。在在热释电晶体中，自发极化能因电热释电晶体中，自发极化能因电场作用而反向的为铁电体。场作用而反向的为铁电体。34光电子技术光电子技术电介质、压电体、热释电体与铁电体之间的关系：电介质、压电体、热释电体与铁电体之间的关系：Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体35光电子技术光电子技术铁电体的极化场与空间电荷场的关系：铁电体的极化场与空间电荷场的关系：为使铁电体单畴化，需外加电场（极化场）为使铁电体单畴化，需外加电场（极化场）Ep，如如图所示，在晶体的左端为图所示，在晶体的左端为Ep的的+端，右端为端，右端为端，前者对应单畴端，前者对应单畴化后的电畴负端，后者对应单畴化后的电畴负端，后者对应单畴化后化后的电畴正端，得到了由电畴的负端指的电畴正端，得到了由电畴的负端指向正端的单畴化的自发极化向正端的单畴化的自发极化Ps方向方向。Ps方向与晶体光轴方向与晶体光轴c轴方向是一致的。轴方向是一致的。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光生伏打效应与铁电体36光电子技术光电子技术铁电体的极化场与空间电荷场的关系：铁电体的极化场与空间电荷场的关系：为使铁电体单畴化，需外加电场（极化场）为使铁电体单畴化，需外加电场（极化场）Ep，当当晶体中存在空间电荷时，负电荷会集结晶体中存在空间电荷时，负电荷会集结在在Ps的正端，正电荷会集结在的正端，正电荷会集结在Ps的负端，因而形成了与自发极化的负端，因而形成了与自发极化Ps同方向的同方向的空间电荷空间电荷场场Esc。因此，如果要。因此，如果要施加与极化场施加与极化场Ep反向的外电场反向的外电场E0使晶体中的畴作使晶体中的畴作180的的反转，即使极化强反转，即使极化强度度P反向，不但要克服原来畴的自发极化，还要克服与反向，不但要克服原来畴的自发极化，还要克服与自发极化自发极化同方向的空同方向的空间电荷场间电荷场Esc。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量37光电子技术光电子技术光折变效应是光电材料的一种普遍性质，这种性质依赖于不同材料光折变效应是光电材料的一种普遍性质，这种性质依赖于不同材料的光的光折折变变参量参量，如：，如：光折变灵敏度品质因子光折变响应时间 衍射效率二波耦合增益系数电光系数Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量38光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量39光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量40光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量41光电子技术光电子技术材料材料/mr/(pm/V)n/0BaTiO30.5r42=1640ne=2.40.71SBN0.5r33=1340ne=2.30.54GaAs1.1r12=1.43ne=3.40.53BSO0.6r41=5n=2.540.17LiNbO30.6r33=31ne=2.21.16LiTaO30.6r33=31ne=2.20.83KNbO30.6r42=380n=2.32.2Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量42光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。光折变材料的特征参量43光电子技术光电子技术Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。基于光折变效应的非线性干涉仪44光电子技术光电子技术利用非线性光学器件的干涉仪近年来发展迅速，目前主要有二波混频干涉利用非线性光学器件的干涉仪近年来发展迅速，目前主要有二波混频干涉仪和光感生电动势干涉仪。仪和光感生电动势干涉仪。二波混频干涉仪二波混频干涉仪：光感光感生电动势生电动势干涉仪干涉仪：Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。基于光折变效应的非线性干涉仪45光电子技术光电子技术二波混频二波混频干涉仪干涉仪利用利用某些非线性光学晶体内的双光束耦合特性制成的某些非线性光学晶体内的双光束耦合特性制成的干涉仪。干涉仪。过程过程：激光束激光束由分光镜分为两束，一束光由被测振动物体反射称为由分光镜分为两束，一束光由被测振动物体反射称为信号信号 光光，携带上物体的振动信息，另一束光为参考光，信号光与参考光在光折，携带上物体的振动信息，另一束光为参考光，信号光与参考光在光折变晶体内发生干涉，通过光折变晶体的二波耦合特性写入一空间相位栅，变晶体内发生干涉，通过光折变晶体的二波耦合特性写入一空间相位栅，而信号光投射出晶体后与参考光衍射到信号光透射光方向的衍射光在光电而信号光投射出晶体后与参考光衍射到信号光透射光方向的衍射光在光电探测器处干涉，此时相位调制转变成强度调制，通过处理分析和检测到的探测器处干涉，此时相位调制转变成强度调制，通过处理分析和检测到的光信号便能解调出物体的振动信息光信号便能解调出物体的振动信息。优点优点：1.即便即便是波前严重畸变的散射光也可以进行检测，故其更加是波前严重畸变的散射光也可以进行检测，故其更加适用适用 于于对粗糙表面的检测对粗糙表面的检测。2.由于由于光折变晶体具有高通滤波的功能，能截止低频噪声，故光折变晶体具有高通滤波的功能，能截止低频噪声，故抗抗 外界外界干扰的能力强干扰的能力强。缺点缺点：由于由于存在光栅的形成和读取等过程，所以其响应速度不够快。存在光栅的形成和读取等过程，所以其响应速度不够快。Company LogoCompany Logo本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。基于光折变效应的非线性干涉仪46光电子技术光电子技术光感生电动势光感生电动势干涉仪干涉仪与与二波混频干涉仪的结构类似二波混频干涉仪的结构类似。过程过程：激光激光光源发出的光经过分光镜被分成两束，一束光照射到待测物光源发出的光经过分光镜被分成两束，一束光照射到待测物表面被反射回来形成信号光，另一束光被平面镜反射形成参考光，信号光表面被反射回来形成信号光，另一束光被平面镜反射形成参考光，信号光和参考光在晶体表面干涉形成干涉条纹，晶体内会建立起与空间光强相对和参考光在晶体表面干涉形成干涉条纹，晶体内会建立起与空间光强相对应的空间电荷场。当试样表面发生振动时空间光强会产生横向的移动，晶应的空间电荷场。当试样表面发生振动时空间光强会产生横向的移动，晶体内会激发出一时变的电流，测量经过放大器放大后的电流可以测得试样体内会激发出一时变的电流，测量经过放大器放大后的电流可以测得试样表面的振动信息表面的振动信息。优点优点：1.它它结构简单，半导体本身成为一个探测器而无需外加的结构简单，半导体本身成为一个探测器而无需外加的探测器探测器 2.同时同时它具有较高的截止频率，可以补偿外界由于振动或温度它具有较高的截止频率，可以补偿外界由于振动或温度变变 化化引起的低频扰动，抗干扰能力强引起的低频扰动，抗干扰能力强。3.由于由于省略了晶体内光栅的形成、读取等过程，所以其响应省略了晶体内光栅的形成、读取等过程，所以其响应速度速度 大大提高大大提高。Company LogoCompany LogoThank you光电子技术光电子技术