泡克耳斯效应(卷名：物理学)
Pockels effect
一种电光效应。某些晶体在电场作用下会产生一个附加的双折射，这一双折射与外加电场强度成正比。1893年德国物理学家F.泡克耳斯首先研究了这种线性电光效应，由此而得名。
对于晶体，常用折射率椭球描述其折射率特性。在主轴坐标系中可以写为
。(1)当有外加电场作用时，晶体的折射率发生改变，因而方程(1)各项的系数也有相应的改变，可以写为
(2)式中
分别对应折射率椭球方程中x2，y2，z2，yz，xz，xy各项系数的改变量;Ej(j=1，2，3)分别表示电场各分量Ex，Ey，Ez;γj为电光张量，可用一个3×6的矩阵表示，共有18个矩阵元，其中有些可能为零，有些彼此相关。这些关系依赖于晶体的对称性，只是在无中心对称的晶体中才产生这种效应（见晶体物理性能的对称性）。若光沿光轴传播，无外加电场时，没有双折射；若同时有平行于 z轴的电场作用，则有双折射产生。由式(2)可得
(3)式中no为晶体固有的寻常光折射率，ny'与nx'分别表示加电场后在晶体的感生主轴y‵与x‵方向的折射率。为使光波在x‵与y‵两方向的偏振分量之间的位相差为π，所需加的电压值称为半波电压，记为Vλ/2或Vπ，而
， (4)式中λ为光在真空中的波长。如上所述，光传播方向与电场方向平行的情况称为纵向电光效应。泡克耳斯盒就是利用纵向电光效应制成的一种快速电光开关。附图表示这种电光开关的一例。圆柱形电光晶体KD*P置于两偏振器P与A之间。圆柱的对称轴即为晶体的光轴方向。与光轴垂直的两端面是透明的。抾与·分别表示线偏振光的偏振方向平行于纸面和垂直于纸面。通过环形电极给晶体施加半波电压Vπ。当偏振器P与A的主轴平行时，光路是关闭的，因为在半波电压作用下，两偏振分量的位相推迟为π，这相当于偏振面旋转了90°。透过P与晶体的偏振光正是 A所不允许通过的。如果突然退掉晶体上的电压，光路立即变为通路。这种电光开关的响应时间小于1纳秒。将泡克耳斯盒置于脉冲激光器的谐振腔内，可做为调Q元件。此时由于有全反射镜，激光两次通过电光晶体，不但可以省去一个偏振器，而且调Q电压只需
。
若光在晶体中的传播方向与电场垂直，则称为横向电光效应。在这种情况下，可通过增大纵宽比（通光方向长度／加电压方向的厚度）来降低有效半波电压。用于光波振幅调制的电光调制器常采用这种方式。利用泡克耳斯效应也可以做成电光偏转器，用以改变光束的传播方向。