電光效應(yīng)下周期性極化鈮酸鋰晶體的手性及其在光隔離中的應(yīng)用.pdf

1、光隔離器又稱光單向器,是一種只允許光單向通過(guò)的光無(wú)源器件,在光纖通信、光纖傳感、光信息處理系統(tǒng)以及精密光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中具有重要的作用。其作用是防止光路中由于各種原因產(chǎn)生的后向傳輸光對(duì)光源及光路系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。實(shí)現(xiàn)光隔離需要破壞時(shí)間反轉(zhuǎn)對(duì)稱性,目前光隔離器的實(shí)現(xiàn)主要是基于法拉第效應(yīng):在磁場(chǎng)的作用下,線偏振光通過(guò)磁光介質(zhì)后其偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn),且光在介質(zhì)中往返一次后其偏振面旋轉(zhuǎn)的角度等于單程的兩倍,即光的傳播是不可逆的。
　　隨著科技的發(fā)

2、展,對(duì)基于非磁效應(yīng)的光隔離器的需求日益增加。各種各樣的機(jī)制也被相繼提出,如基于左手周期材料、光子晶體和非線性光學(xué)過(guò)程等。但是在這些系統(tǒng)中,光隔離只發(fā)生在確定的能量范圍。雖然基于反轉(zhuǎn)不對(duì)稱的可逆結(jié)構(gòu)的光隔離器已被提出,如手性結(jié)構(gòu),但是顯著的光隔離的發(fā)生只對(duì)特定的光子狀態(tài)有效,不適用于任意的光子狀^態(tài)。
　　本文基于周期性極化疇反轉(zhuǎn)鐵電材料鈮酸鋰的電光效應(yīng),提出不同疇結(jié)構(gòu)的周期極化鈮酸鋰晶體的手性及手性控制:在電光效應(yīng)下,周期極化鈮酸

3、鋰晶體顯示出類似天然旋光效應(yīng)的旋光能力;通過(guò)改變外加電場(chǎng)的方向,可以改變周期極化鈮酸鋰的手性。在準(zhǔn)相位匹配條件下,每個(gè)疇相當(dāng)于一個(gè)半波片。通過(guò)在傳統(tǒng)的周期極化鈮酸鋰晶體上外加類四分之一波片的半個(gè)疇,可以改變反射光入射到周期極化鈮酸鋰晶體時(shí)的方位角,導(dǎo)致反射光通過(guò)周期極化鈮酸鋰晶體時(shí)傳播路徑發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)光偏振面旋轉(zhuǎn)的積累。在適當(dāng)?shù)碾妷合?可以使反射光的出射偏振態(tài)與入射光的入射偏振態(tài)垂直,達(dá)到光隔離的目的。此外,當(dāng)周期極化鈮酸鋰晶體具