Efectul Kerr. sau efectul electro-optic quadratic - fenomenul modificării valorii indicelui de refracție al unui material optic este proporțional cu pătratul intensității câmpului electric aplicat. Aceasta diferă de efectul Pockels în sensul că modificarea exponentului este direct proporțională cu pătratul câmpului electric, în timp ce acesta variază liniar. Efectul Kerr poate fi observat în toate substanțele, dar unele lichide îl arată mai puternic decât alte substanțe. Deschis în 1875 de către fizicianul scoțian John Kerr.
În câmpuri puternice, se observă mici abateri de la legea Kerr.
Efect Kerr electro-optic
Descrierea calității
Sub influența unei constante externe sau a unui câmp electric alternativ în mediu, poate fi observată birefringența. datorită unei modificări a polarizării substanței. Fie indicele de refracție pentru o rază obișnuită să fie n o>. și pentru extraordinar - n e>. Se descompune diferența dintre indicele de refracție n o - n e - n_>. ca o funcție a câmpului exterior E. în puterile lui E. Dacă mediul a fost nepolarizat și izotrop înaintea aplicării câmpului. atunci n o - n e - n_> trebuie să fie o funcție uniformă a lui E (atunci când direcția câmpului se schimbă, efectul nu trebuie să schimbe semnul). Prin urmare, în extinderea puterilor lui E, trebuie să existe doar termeni de ordine egală, începând cu E 2>. În câmpuri slabe, termenii de ordin superior pot fi neglijați și, ca rezultat
Efectul Kerr este cauzat în principal mediu hyperpolarizability apar ca urmare a deformării orbitalii de electroni ale atomilor sau moleculelor sau datorită reorientarea acesteia. Efectul optic Kerr este foarte rapid - de la sute de femtosecunde la câteva nanosecunde (10 - 13> - 10 - 9> pentru c) - ca și în solide se poate produce numai deformarea norului de electroni al atomului.
unde λ 0> este lungimea de undă a luminii în vid; b - constantă Kerr, în funcție de natura substanței, lungimea de undă λ 0> și temperatura. Kerr constant este numit și valoarea K = b λ 0 / n. / n,> unde n este indicele de refracție în absența E [1].
Pentru majoritatea substanțelor, b> 0. ceea ce înseamnă similitudinea lor cu cristalele uniaxiale optic pozitive.
Teoria cantitativă
Teoria cantitativă a gazelor a fost construită de Langevin în 1910.
O susceptibilitate de ordinul trei este un parametru al unei substanțe care caracterizează posibilitatea de observare a efectului Kerr într-o anumită substanță. deoarece efectul este proporțional cu puterea câmpului electric la a treia putere (în ecuația de mai sus, al treilea câmp electric este câmpul undei luminoase).
cerere
Efectul electro-optic este utilizat în tehnologiile cu fibră optică pentru modularea electrică a transmisiei optice.
Este posibil să se realizeze sincronizarea cu mod rapid în laser. care se bazează pe efectul Kerr. Fie ca intensitatea fasciculului în mediul Kerr să aibă o distribuție transversală (de exemplu, Gaussiană) a intensității. În consecință, intensitatea în centrul fasciculului va fi mai mare decât în cozile, în conformitate cu formula: n = n o + n 2 I + n_I>. și, prin urmare, apare o schimbare neliniară în indicele de refracție δ n. În prima ordine în (r / w) 2> schimbarea de fază poate fi descrisă de o funcție parabolică a parametrului r / w. care este echivalentă cu aspectul unei lentile sferice într-un mediu Kerr. Cu cât intensitatea fasciculului este mai intensă, cu atât mai puternic va fi focalizată și, ca o consecință, va avea mai puține pierderi. Dacă aceste pierderi sunt distribuite corect în cadrul rezonatorului, poate fi obținută sincronizarea pasivă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: