A Kerr-effektus
A Kerr-effektus. vagy kvadratikus elektrooptikai hatás - az optikai anyag törésmutatójának értékében bekövetkező változás jelensége arányos az alkalmazott elektromos tér intenzitásának négyzetével. Ez eltér a Pockels-effektustól, mivel az exponens változása közvetlenül arányos az elektromos mező négyzetével, míg az utóbbi lineárisan változik. A Kerr-hatás minden anyagban megfigyelhető, de bizonyos folyadékok erősebbek, mint más anyagok. 1875-ben nyitotta meg John Kerr skót fizikus.
Erõs mezõkben a Kerr-törvénytől való kis eltérések figyelhetõk meg.
Elektrooptikai Kerr-hatás
Minőségi leírás
Egy külső konstans vagy váltakozó elektromos mező befolyása alatt a tápközegben kétujjúság figyelhető meg. az anyag polarizációjának megváltozása miatt. Hagyja, hogy a rendes sugár törésmutatója ne legyen. és a rendkívüli - nem. Bontjuk a törésmutatók különbségét n o - n e -n_>. az E külső mező függvényeként. az E. hatáskörében Ha a közeg nem polarizált és izotrop volt a mező alkalmazása előtt. akkor n o - n e -n_> egyenletes E függvénynek kell lennie (ha a mező iránya megváltozik, a hatás nem változtathat jelzésen). Ennélfogva az E hatalmak terjeszkedésében csak egyenletrendi feltételeknek kell lenniük, kezdve E 2> -vel. A gyenge mezőkben a magasabb rendű feltételek elhanyagolhatók, és ennek eredményeként
A Kerr-hatás elsősorban a tápközeg hiperpolarizálhatóságának köszönhető, amely az atomok vagy molekulák elektronnyugatainak deformálódása vagy az utóbbi újbóli orientációja miatt következik be. Az optikai Kerr-hatás nagyon gyorsan fordul elő - százmillió másodperctől több nanoszekundumig (10 ± 13> -10 - 9> s), mivel csak egy atom elektronboríték alakulhat ki szilárd anyagokban.
ahol λ 0> a vaku hullámhossza vákuumban; b - Kerr konstans, az anyag természetétől, a λ 0> hullámhossztól és a hőmérséklettől függően. Az állandó Kerr-t a K = b λ 0 / n értéknek is nevezik. / n,> ahol n a törésmutató E hiányában [1].
A legtöbb anyag esetében b> 0. ami azt jelenti, hogy hasonlóak az optikailag pozitív uniaxiális kristályokhoz.
Kvantitatív elmélet
A gáz kvantitatív elméletét a Langevin 1910-ben alakította ki.
A harmadikrendű érzékenység olyan anyag paramétere, amely jellemzi a Kerr-hatás megfigyelésének lehetőségét egy adott anyagban. mivel a hatás arányos az elektromos mező erősségével a harmadik erővel (a fenti egyenletben a harmadik villamos mező a fényhullám mezője).
kérelem
Az elektrooptikai hatást optikai átvitel elektromos modulációjára szolgáló száloptikai technológiákban alkalmazzák.
A gyors módú szinkronizálás megvalósítható lézerben. amely a Kerr-effektuson alapul. Hagyja, hogy a Kerr-közegben a sugár intenzitása keresztirányú (például Gaussian) intenzitású eloszlással rendelkezik. Következésképpen a sugár közepénél nagyobb intenzitás nagyobb lesz, mint a faroknál, a következő képlet szerint: n = n o + n 2 I + n_I>. ezért a δ n törésmutatóban nemlineáris változás következik be. A (r / w) 2> első sorrendben a fáziseltolást az r / w paraméter parabolikus függvénye írja le. amely egyenértékű egy Kerr-közegben lévő gömb alakú lencse megjelenésével. Minél nagyobb a gerenda intenzitása, annál erősebb lesz a koncentráció, és ennek következtében kevesebb veszteség tapasztalható. Ha ezek a veszteségek megfelelően vannak elosztva a rezonátoron belül, akkor passzív mód szinkronizálást lehet elérni.