Керра оптический эффект

Дальнейшим важным вспомогательным средством для наблюдения кратковременных процессов служат быстродействующие оптические затворы, основанные на эффектах Поккельса и Керра, оптическом эффекте Керра (см. ч. I, 2.3 и 4.1) и на насыщаемом поглощении. [c.62]

В связи с появлением мощных лазерных источников света аналогичное действие может оказать также световое поле. Подобный эффект экспериментально был обнаружен еще в 1964 г. и носит название оптического эффекта Керра. [c.289]

ОПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КЕРРА [c.179]

Для наблюдения оптического эффекта Керра обычно используют [c.180]

Управляемые лазерным излучением оптические затворы на основе оптического эффекта Керра [c.124]

В основе оптического эффекта Керра лежит свойство молекул с анизотропной поляризуемостью ац ориентироваться под действием переменного поля в соответствии с законом распределения Больцмана преимущественно таким образом, что потенциальная энергия S p = — минимальна. При таком расположении молекул возникает различие между показателями преломления и п для световых сигналов с поляризациями, параллельной и перпендикулярной задающему [c.124]

Кроме измерения поляризованного света люминесценции для исследования ориентационной релаксации может быть использован оптический эффект Керра. Этот эффект состоит в том, что показатель преломления изменяется под воздействием интенсивного электромагнитного поля. Такое изменение показателя преломления Ап при облучении короткими лазерными импульсами может быть описано соотношением (3.14). Этот эффект позволил измерить время ориентационной релаксации для небольших молекул в маловязких растворителях. Оно составило от единиц до нескольких десятков пикосекунд. Так, например. [c.334]

Шен И. Электрострикция, оптический эффект Керра и самофокусировка лазерных лучей.— В кн. Действие лазерного излучения. М. Мир, 1968, с. 210—215. [c.239]

Примеры этого мы рассмотрим в следующем разделе, однако сразу заметим, что, несмотря на явно нелинейную природу оптического эффекта Керра (см. разд. 8.19), понятие коэффициента преломления сохраняет свою применимость и в этом случае. [c.18]

Параметрические колебания и усиление (1965). Вынужденное комбинационное рассеяние (1962). [Перестраиваемые комбинационные лазеры (1969).] Вынужденное бриллюэновское рассеяние (1963). Вынужденное релеевское рассеяние (1965). Оптический эффект Керра (1964). [c.28]

В этом параграфе рассматривается модель для объяснения важных геометрических свойств распространения света, проявляющихся, например, в оптическом эффекте Керра и при самофокусировке. Будем характеризовать активную среду следующими свойствами примем, что среда состоит из ансамбля молекул, находящихся в температурном равновесии. Система макроскопически изотропна. Отдельные молекулы не обладают постоянным [c.119]

В этом параграфе мы рассмотрим так называемый линейный электрооптический эффект, который в действительности основан на нелинейном взаимодействии второго порядка. Этот эффект был открыт Поккельсом еще в 1893 г. Открытие этого эффекта еще до введения в оптику мощных лазерных источников света было возможным потому, что в этом эффекте, как и в нормальном эффекте Керра, проявляется влияние сильного, однородного, постоянного поля 5.(0) на свойства среды по отношению к распространению оптических волн, амплитуды которых в принципе могут быть сколь угодно малыми. Как эффект второго порядка эффект Поккельса выступает только в кристаллах без центра инверсии (см. разд. 1.22). В средах с центром инверсии, например в изотропных веществах, аналогичный эффект может наблюдаться только в третьем порядке в этом случае он называется эффектом Керра. Для эффекта Поккельса основное соотношение между амплитудами поляризации и напряженности поля имеет вид [c.164]

Распространение пространственно неограниченных плоских волн. Оптический эффект Керра [c.192]

При включении ячеек Керра и Поккельса с помощью наложения внешнего электрического поля достигается разрешающая способность около 10 с (обусловленная временем установления поля). Значительное сокращение времен включения таких затворов (до с) может быть достигнуто при помощи оптического эффекта Керра при этом необходимая для вращения плоскости поляризации напряженность поля создается световым лучом от вспомогательного источника, например от пи- [c.62]

Фиг. 53. Регистрация эмиссионного сигнала с помощью переключателя, основанного на оптическом эффекте Керра (ОКЕ).

Рассчитайте двойное лучепреломление для слабой световой волны, индуцированное в однородной изотропной нерезонансной среде интенсивной световой волной (оптический эффект Керра). [c.205]

Аналогом эффекта Керра является эффект Коттона—Мутона, открытый в 1910 г. Если молекулы среды анизотропны и обладают постоянными магнитными моментами, то они могут преимущественно ориентироваться постоянным магнитным полем. В достаточно сильных магнитных полях возникает анизотропия,и связанное с ней двойное лучепреломление среды. Это и есть эффект Коттона — Мутона. Среда ведет себя подобно одноосному кристаллу, оптическая ось которого параллельна магнитному полю В. [c.561]

Значительно более быструю модуляцию добротности резонатора можно осуществлять, используя электрооптические затворы (см. 152). Действие этих затворов основано на практически безынерционном изменении или возникновении оптической анизотропии некоторых жидкостей и кристаллов под действием электрического поля. Относящийся к явлениям этого типа эффект Керра описан в 152. С этой же целью применяется и другое электрооптическое явление, так называемый эффект Поккельса, возникающий в кристаллах и столь же малоинерционный, как и эффект Керра. [c.790]

Рассмотрим сначала процессы, которые имеют место при распространении импульса в оптическом волокне. Прежде всего заметим, что при данном диаметре небольшого ядра одномодового волокна ( 4 мкм) импульс создает внутри ядра очень высокую интенсивность излучения. В этих условиях поле световой волны вызывает значительные изменения показателя преломления Ьп материала волокна. В действительности это изменение 6п пропорционально квадрату амплитуды поля импульса, так что мы можем записать Ьп = П2еА , где для кварца П2е X 10 mYB . Это явление обычно называют оптическим эффектом Керра. Поскольку интенсивность I пропорциональна А , величину 6п можно записать в более общепринятом виде [c.518]

В оптическом эффекте Керра двулучепреломление, индуцированное мощным излучением накачки, используется для того, чтобы изменить состояние поляризащ1и слабого сигнала при прохождении через изотропный нелинейный диэлектрик [5, 6]. Данный эффект можно применять в оптических затворах с пикосекундными временами срабатывания [8]. В световодах его впервые наблюдали в 1973 г. [12] с тех пор этот эффект привлекает большое внимание [13-20]. Принцип действия керровского затвора показан на рис. 7.1. На входе в световод излучения накачки и сигнальное излучение поляризованы линейно угол между направлениями их поляризаций равен 45°. Скрещенный поляризатор на выходе световода блокирует прохождение сигнала в отсутствие накачки. Когда накачка включается, разница показателей преломления для параллельных и перпендикулярных поляризационных компонент сигнала (по отношению к направлению поляризации накачки) становится другой из-за двулучепреломления, вызванного излучением накачки. Дополнительная разность фаз для двух компонент на выходе из световода проявляется в виде изменения состояния поляризации сигнального излучения, и часть сигнала проходит через поляризатор. Коэффициент прохождения сигнала зависит от интенсивности излучения накачки, и им можно управлять, просто изменяя эту интенсивность. Поскольку сигнал на одной длине волны может быть промодулирован накачкой на другой длине волны, этот прибор называется также керровским модулятором, и его можно применять в системах оптической связи и в оптических переключателях. [c.179]

Нелинейные свойства сред определяются нелинейной зависимостью их поляризации от амплитуды внешних полей или, что то же самое, зависимостью их восприимчивости х(< ) от внешних полей [1—9] Ранее нелинейные оптические эффекты наблюдались лишь в сильных постоянных полях (линейный электрооптический эффект, эффект Керра, эффект Фарадея и др. [10, 11]). После появления лазеров, являющихся источниками сильных высокочастотных полей, нелинейные эффекты стапи изучаться особенно интенсивно, возникла новая область оптики — нелинейная оптика, изучающая нелинейные свойства различных сред при преобразовании излучения. [c.5]

Эффект Керра. Возникновепие оптической анизотропии среды под действием постоянного электрического поля — эффект Керра [3, 4] — является давно и детально изученным эффектом, широко используемым в технике модуляции световых пучков ячейка Керра )). Суть эффекта Керра состоит в следующем. Исходная, оптически изотропная среда под действием постоянного электрического поля становится анизотропной и двулуче-преломляющей. Соответственно под действием поля изменяется исходный показатель преломления среды. Закон Керра для показателя преломлеппя среды имеет следующий вид [c.111]

Простое линейное Соотношение (1.2.2) применимо в случае малых интенсивностей поля и веществ с низкой плотностью и является первым приближением общего выражения, связывающего Е и Р [2]. В тех случаях, когда в среде присутствуют временные флуктуащ1и, медленные по сравнению с характерным временем изменения функции х(0 выражение (1.2.3) можно обобщить, включая в него параметрическую зависимость от времени [3], т. е. вместо х , нужно использовать медденно меняющуюся во времени восприимчивость Хо,(0-частности, это приводит к уширению спектра первоначально монохроматического излучения, распространяющегося во флуктуирующей среде.) Подобное рассмотрение применимо для описания оптического эффекта Керра (разд. 8.19). [c.17]

В доступной форме и в то же время с полной математической строгостью в книге рассмотрены наиболее важные нелинейнооптические эффекты генерация высших гармоник и суммарных и разностных частот, оптический эффект Керра, самофокусировка и самоканали-зация световых лучей, вынужденное и обращенное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Брил-люэна, параметрическое усиление волн и многие другие. Большое достоинство книги заключается в том, что основные положения теории излагаются в непосредственной связи с соответствующими экспериментами, а описываемые эффекты иллюстрируются конкретными оптическими схемами и численными примерами. [c.6]

Рис. 3.7. а - Импульс длительностью 6 пс на входе волоконного световода б - частотная модуляция, вызванная фазовой самомодуляцией при оптическом эффекте Керра в - прямоугольный импульс, получающийся в результате совместного влияния дисперсии групповых скоростей Ьиц/Ьсо < О и оптического эффекта Керра г -частотная модуляция прямоуголы1ого импульса [ 11 ] [c.193]

Как правило, в источниках излучения типа светодиодов осуществляют внутреннюю модуляцию путем изменения питающего тока. Для внеонёй модуляции, в основном, применяют эяектро-оптические эффекты Керра и Поккельса (возникновение оптической анизотропии под действием внешнего электрического поля в изотропном веществе). Типичный материал, используемый для этих целей, - ниобат литйя (ЫЫЬОэ). [c.230]

Источник света (конденсированная искра) и конденсатор питаются од ювремеино от одного источника. При определенном для данного источника света значении напряжения между электродами происходит разрядка конденсатора. В зависимости от расположения зеркал и 5., можно выбрать такой путь света от источника U до образца между обкладками конденсатора, при котором исчезает эффект Керра. Это означает, что время распространения света на этом пути равно времени релаксации. Опыты показывают, что длина этого пути равна 400 см, т. е. т 10 с. При таком процессе не учитывалось время пробоя газа. Более точное вычисление с учетом времени пробоя газа дает т 10" с. Это позволяет использовать ячейку Керза в качестве оптического затвора. [c.291]

Двойное лучепреломление в магнитном поле (явление Коттон— Мутона). Как показали опытные данные, под действием магнитного поля, перпергдикулярного направлению распространения света, на веш,естве наблюдается явление, аналогич юе эффекту Керра. Установлено, что в этом случае оптическая анизотропия среды выразится формулой [c.294]

Анизотропия в электрическом поле. Возникновение анизотропии в электрическом поле было обнаружено Керром в 1875 г. и с тех пор широко используется в технике эксперимента. В настоящее время явление Керра хорошо исследовано как экспериментально, так и теоретически. Это оказалось возможным благодаря тому, что эффект наблюдается в веществах, находящихся в жидком и даже газообразном состоянии, а их изучение несравненно проще изучения твердого тела. Схема опыта относительно проста (рис. 3.10). Между двумя скрещенными поляризаторами Pi и / 2 располагают плоский конденсатор. Между пластинами конденсатора помещают кювету с жидким нитробензолом — веществом, в котором изучаемый эффект весьма велик. При включении напряжения происходит поляризация молекул нитробензола и их выстраивание. Так создается анизотропия вещества с преимущественным направлением (оптической осью кназикрис-талла) вдоль вектора напряженности электрического поля. Так же как и при механической деформации, излучение становится эллиптически поляризованным и частично проходит через второй поляризатор, скрещенный с первым, т.е. установленный так, чтобы не пропускать линейно поляризованный свет. Опыт дает Ап = н,, — п = КЕ , где К — некая константа, как правило, положительная. Однако для некоторых веществ К оказывается меньше О (это значит, что /г > п , т.е. образуется отрицательный квазикристалл). [c.122]

Наиболее, важной особенностью эффекта Керра, обусловившей широкое его применение, является весьма малая инерционность. Это свойство ячейки Керра проверялось в остроумных опытах (схема опытов изображена на рис. 3.11), а в последующем детально исследовалось в большом количеспве экспериментов. Источник света (конденсированная искра) и конденсатор Керра получают напряжение от одного источника тока. Как только произошел пробой газа между электродами (искра) и возник связанный с этим пробоем импульс света, начинает постепенно исчезать эффект Керра, что вызвано релаксацией дипольных моментов. молекул. Системой зеркал можно удлинить путь от источника света до ячейки Керра. Опыты показали, что, пока свет проходит расстояние 400 см, все следы двойного лучепреломления успевают исчезнуть. Отсюда была найдена инерционность процесса, характеризуемая средним временем х 10 с. В последующих прецизионных опытах было учтено время пробоя газа и была установлена еще меньшая инерционность эффекта (г Г 10 с). Таким образом, открылась возможность создания практически безынерционного оптического затвора и тем самым были заложены основы физики очень быстрых процессов ( нано-секундная техника 1 не = 10 с).. За последнее время эта техника приобрела особое значение в связи с возможностью получения очень больших мощностей светового потока в лазерах. Действительно, если возбудить в твердотельном лазере импульс света с энергией 10 Дж и продолжительностью 10" с, то мощность такого импульса составит 10 кВт. Если же с помощью какого-либо быстродействующего устройства (например, ячейки Керра) заставить высветиться эту систему за время порядка 10 с, то мощность импульса составит уже 1 ГВт. Такие гигантские импульс обладают некоторыми совершенно новыми физическими свойствами. Использование подобных сверхмощных световых потоков играет большую роль в области бурно развивающейся нелинейной оптики, а также при решении различных технических задач. [c.123]

Вместе с тем явление Керра нашло за последние годы ряд чрезвычайно важных научных и научно-технических применений, осгю-ванных на способности его протекать практически безынерционно, т. е. следовать за очень быстрыми переменами внешнего поля. Таким образом, и по теоретической, и по практической ценности явление двойного лучепреломления в электрическом поле принадлежит к числу крайне интересных и важных. Как уже упоминалось (см. 2), о желательности постановки подобных опытов писал еще Ломоносов (1756 г.) о неудаче попытки обнаружить, влияет ли электризация на преломляющую способность жидкости, сообщает Юнг (1800 г.) и лишь в 1875 г. были выполнены опыты Керра, надежно установившие явление. Керр показал, что многие жидкие диэлектрики становятся анизотропными под действием электрического поля. Опыты с жидкими диэлектриками имеют решающее значение, ибо для жидких веществ деформация, могущая возникнуть под действием электрического поля (электрострикция), не вызывает двойного лучепреломления ), так что в опытах с жидкостью мы имеем электрооптические явления в чистом виде. Описанный Керром эффект стал первым доказательством того, что оптические свойства вещества могут изменяться под влиянием электрического поля. [c.528]

Борн (1916 г.) дополнил теорию Ланжевена, приняв во внимание возможность существования молекул со значительным постоянным электрическим моментом, направление которого может не совпадать с направлением наибольшей поляризуемости. В таком случае молекула ориентируется внешним поле.м так, что по направлению внешнего поля стремится установиться ее постоянный момент, а направление наибольшей поляризуемости (т. е. наибольшей диэлектрической проницаемости) может составить заметный угол с направлением внешнего поля (играющим роль оптической оси). В зависимости от взаимного расположения этих двух направлений вещество может характеризоваться положительным или отрицательным значением постоянной Керра В. В частности, если направление максимальной поляризуемости совпадает с направлением постоянного момента, то В > 0 если они взаимно перпендикулярны, то В < 0. При некотором промежуточном положении В может равняться нулю, т. е. вещество не обнаруживает явления Керра. Отсюда понятно, почему вещества с близкими электрическими моментами и не сильно различающимися поляризуемостями (показателями преломления) могут очень сильно отличаться по отношению к эффекту Керра. Так, метилбромид имеет постоянную Керра, в сотни раз большую, чем метиловый спирт, хотя электрические моменты их и поляризуемости отличаются незначительно. [c.533]

Оптические квантовые генераторы оказали и, несомненно, будут оказывать в дальнейшем значительное влияние на развитие оптики. Изучение свойств самих лазеров существенно обогатили наши сведения о дифракционных и интерференционных явлениях (см. 228—230). Распространение мощного излучения, испущенного оптическим квантовым генератором, сопровождается так называемыми нелинейными явлениями. Некоторые из них — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея и вынужденное температурное рассеяние — описаны в главе XXIX выше упоминались также многофотонное поглощение и многофотонная ионизация (см. 157), зависимость коэффициента поглощения от интенсивности света (см. 157), нелинейный или многофотонный фотоэффект (см. 179), многофотонное возбуждение и диссоциация молекул (см. 189), эффект Керра, обусловленный электрическим полем света (см. 152) сведения о других будут изложены в 224 и в гл. ХК1. Совокупность нелинейных явлений составляет содержание нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии, которые сформировались в 60-е годы и продолжают быстро развиваться. [c.770]

Другим примером искусственной анизотропии является анизотропия, возникающая в веществе под влиянием внещнего электрического поля. Этот вид анизотропии был открыт в 1875 г. Керром и носит название эффекта Керра. Вначале двойное лучепреломление в электрическом поле было обнаружено в твердых диэлектриках при помещении их между пластинками заряженного конденсатора. Однако было сомнение в том, что электрическое поле в данном случае играет косвенную роль и двойное лучепреломление появляется в результате механической деформации, вызванной полем (явление электрострикции >). Непосредственное влияние электрического поля было установлено после того, как явление двойного лучепреломления было обнаружено в жидкостях, в которых статическое сжатие не вызывает оптической анизотропии. Впоследствии (1930) двойное лучепреломление под действием электрического поля было найдено в парах и газах. Хотя эти измерения гораздо сложнее, чем измерения в жидкостях, поскольку эффект мал, однако теория эффекта Керра применима к ним с меньщнми допущениями. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...