Керра затвор

Керра затвор 124 эффект 105, 117, 124, 334 [c.363]

Ячейка Керра нашла свое применение в качестве безынерционного затвора в звуковом кино, в телевидении, при определении ско- [c.291]

Чем точнее определяется момент выхода и возвращения сигнала, тем меньшей можно сделать длину оптического пути при той же погрешности в измерении скорости. Поэтому применение различных оптических затворов (например, практически безынерционной ячейки Керра см. гл. 3) позволяет использовать [c.45]

Ячейка Керра, работающая в электрическом поле короткого мощного светового импульса, может служить фотографическим затвором, который позволяет делать время экспозиции порядка 10 с. Она с успехом применяется для изучения длительности люминесценции и других молекулярных процессов. Ячейка Керра, подобная изображенной на рис. 27.2, может служить для модуляции интенсивности света необходимо только питать конденсатор напряжением высокой частоты. [c.536]

Если к обкладкам конденсатора Керра подавать импульс напряжения, то ячейка играет роль затвора, длительность действия которого определяется длительностью электрического импульса. [c.536]

Ячейки Керра как модулятор и затвор применяются для управления режимом работы оптических квантовых генераторов (см. 226). [c.536]

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]

Более быстрое включение может быть осуществлено при помощи электрооптических затворов, основанных на эффектах Керра и Поккельса. Используемая для этой цели ячейка Керра представляет собой кювету, заполненную нитробензолом и помещенную между обкладками конденсатора. Иногда конденсатор помещается внутрь кюветы. Если приложить к конденсатору постоянное напряжение, то нитробензол становится двоякопреломляющим. В этом случае показатели преломления вдоль электрического поля п и перпендикулярно полю nj. становятся различными. При падении на ячейку плоскополяризованного луча с плоскостью поляризации под углом 45° к направлению электрического поля в ячейке вследствие двойного лучепреломления происходит разложение луча на два взаимно перпендикулярных, распространяющихся с различными скоростями. По выходе из ячейки лучи имеют некоторую разность фаз ф и, складываясь, образуют эллиптически-поляризованный луч. Эксцентриситет эллипса и его ориентация зависят от ф, значение которой определяется приложенной разностью напряжения V. При определенном напряжении Уц можно достигнуть разности фаз 180°, при этом выходящий луч будет иметь плоскость поляризации, повернутую на 90° по отношению к плоскости поляризации входящего в ячейку луча. [c.30]

Электрооптический затвор вместе с каким-либо поляроидом, например призмой Николя или призмой Глана—Томпсона, помещается в резонатор между рабочим телом и одним из зеркал (рис. 16). При этом напряжение подбирается таким, чтобы сдвиг фаз составлял 180° при двукратном прохождении. Тогда затвор будет открыт при отсутствии и закрыт при приложении напряжения к конденсатору. Накачка производится при закрытом затворе, но в некоторый момент напряжение резко снимается, и затвор открывается. Время включения затвора с помощью ячейки Керра примерно 10 с. Такой же оказывается и длительность светового импульса лазера, [c.30]

Помимо таких вращающихся зеркал в качестве оптических затворов используют различные ячейки, например ячейку Керра, ультразвуковую ячейку и др. В последнее время стали использовать в качестве оптических затворов просветляющиеся фильтры. Их действие осно- [c.30]

В последнее время для возбуждения жидкостных лазеров используют излучение твердотельных лазеров. При таком возбуждении кювета с жидкостью помещалась внутри резонатора рядом с рубиновым стержнем. Кроме того, там же помещался оптический затвор, изготовленный на ячейке Керра. Было получено импульсное излучение до десятков мегаватт при длительности около 3...30 НС. Это излучение, длина волны которого составляла 0,69 мкм, направлялось на кювету с органической Жидкостью, на выходе из которой наблюдалось лазерное излучение на нескольких длинах волн. Частоты этого излучения равнялись сумме или разности частот передающего излучения и частот собственного колебания. моле- [c.35]

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

Как было показано в п. 3.1.2, ячейка Керра может быть использована для создания оптических затворов, время срабатывания которых достигает пикосекундного диапазона, если вместо внешнего электрического поля применить для переключения в соответствии с оптическим корреляционным методом ультракороткий световой импульс. [c.124]

При правильном выборе геометрии установки (рис. 3.14, а) скорость срабатывания затвора определяется только длительностью переключающего импульса и временем релаксации ориентации. Подходящим материалом для затворов Керра является, например, сероуглерод, обладающий большим нелинейным коэффициентом и малым временем релаксации ориентации (то 2 пс) [16]. [c.124]

Рис. 3.14. Типовая установка с оптическим затвором для измерения временных зависимостей [Р — поляризатор Л — анализатор Л —ячейка Керра F — регистрирующее устройство (например, пленка)].

Кроме анализа быстропротекающих процессов. с испусканием света (см. разд. 9.1) оптические затворы применяются в оптических радарах . В работе [3.24] удалось сфотографировать объект, расположенный за сильно рассеивающим материалом (см. рис. 3.15). Для этого импульс неодимового лазера на стекле с синхронизацией мод разделялся на зондирующий и включающий импульсы. Отраженный от объекта свет поступал на оптический затвор, момент открывания которого мог регулироваться. Малая длительность времени пропускания затвора позволяла регистрировать оптическую информацию, поступающую от узкой области, отстоящей от затвора на расстоянии от хо до Хо + Ах, где Ахх У2)т аС, Та — время пропускания затвора, а Хо определяется временем задержки между импуль- сами зондирования и включения. В приведенной в качестве примера установке применялись ультракороткие световые импульсы лазера на стекле с неодимом (ть 7 пс) и затвор на основе эффекта Керра в S2 (то< 2 пс). Регистрируемые интервалы Ах составляли примерно 1 мм. При соответствующем выборе Хо регистрируется только свет, отраженный от исследуемого объекта, а не от рассеивающего материала, расположенного перед объектом. В [3.24] таким путем была получена фотография удовлетворительного качества плоского объекта, расположенного на расстоянии 10 мм за рассеивающим экраном. Сфотографировать этот объект обычным путем было невозможно. [c.127]

Если необходимо измерить поглощение пробного сигнала в зависимости от времени задержки после одиночного импульса возбуждения, то можно применить технику измерений, похожую на использованную для создания оптического затвора с поперечным управлением (рис. 3.14,6). Для этого достаточно заменить активную среду затвора, например ячейку Керра, исследуемым образцом [9.33]. Аналогичного эффекта, т е. изменения времени задержки в зависимости от пространственной [c.341]

При помощи этой системы Эллис (Гидродинамическая лаборатория Калифорнийского технологического института) получил важные результаты, которые были опубликованы в 1952 г. [13]. Он использовал ячейку Керра в качестве затвора и получил фотографии при постоянном освещении высокой интенсивности. [c.59]

Ячейка Керра изготавливается из жидкости, приобретающей оптическую поляризацию в соответствующем электрическом поле [4, 23]. В комбинации с поляризованными пластинками ячейка Керра превращается в оптический затвор, если на ее [c.59]

Фнг. 2.10. Схема затвора с ячейкой Керра. [c.60]

В последние годы различные типы барабанных камер с затвором Керра и движущейся оптической системой позволили увеличить частоту съемки до 10 кадр/с. Эти дорогостоящие камеры находят все большее применение в исследованиях кавитации. Сведения об устройстве камер с затворами Керра были приведены в разд 2.5. [c.596]

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]

Ячейки Керра применяются и в лазерной технике при генерации гигантских импульсов . Для этой цели затвор Керра помещается между одним из зеркал резонатора и торцом рубина. При включении ячейки Керра самовозбуждение затрудняется, что приводит к увеличению разности заселенности уровней (т. е. возбужденных атомов), необходимых для возникновения генерации. Затем, выключив ячейку Керра, можно получить мощ1юе излучеиие — гигантские импульсы . Например, используя ячейку Керра, можно заставить вьтсветиться импульс света с энергией К) Дж, генерируемый в твердотельном лазере за время порядка 10 с при этом высвечивается мощность 10 Вт = 1 ГВт. [c.292]

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]

Электронные пучки легко модулировать, поэтому электронный преобразователь может быть использован в качестве модулятора или оптического затвора, менее инерционного, чем лаж(, ячейка Керра. Работает такой затвор с малыми энергетическими потерями, а часто даже с усилением потока электронов. Следует иметь в виду, что описываемое устройство не является чисто оптической системой — электронные пучки можно усиливать различными способами, поэтому яркость на выходе з.яектронного преобразователя может заметно превосходить яркость оптического изображения на его входе. Современные ЭОП с сурьмяноцезиевым фотокатодом позволяют увеличивать яркость изображения в 20 раз. При некотором усложнении электронной схемы может быть проведена временная развертка исследуемых сигналов. При этом временное разрешение достигает значений 10 с. Надо думать, что приборы подобного типа в ближайшем будущем будут широко использовать в научном эксперименте и при решении различных технических задач. [c.444]

Полученные результаты имеют не только научное, но и практическое значение, потому что именно этими временами определяется время существования двойного лучепреломления в электрическом поле (явление Керра, см. 152) и, следовательно, эти времена определяют минимальную экспозицию при использовании ячейки Керра в качестве фотографического затвора. Такой затвор теперь находит широкое применение при исследовании различных бы-стропротекающих процессов и имеет другие практические применения. [c.598]

До обнаружения обсулгдаемого явления (1966 г.) наиболее короткие световые импульсы, получающиеся нелазерными методами, формировались из непрерывного излучения с помощью электрооп-тических затворов, основанных на эффекте Керра. Наименьшая длительность импульсов составляла примерно с, т. е. была на несколько порядков больше, чем у лазерных импульсов, описанных выше. [c.813]

Таким образо.м, время, в течение которого устанавливается или пропадает двойное лучепрело.мление в электрическом поле, позволяет использовать ячейку Керра в качестве практически безынерционного оптического затвора. Это свойство эффекта Керра нашло применение как на практике, так и в лабораторных исследованиях. В частности, ячейка Керра использовалась в опытах по измерению скорости света, а в последнее время она с успехом была применена для получения мощных импульсов света в твердотельных лазерах. [c.69]

Действие электрооптического затвора основано на использовании линейного (Поккельса вффекта) или квадратичного (Керра аффекта) эл.-оптич. эффекта — зависимости двулучепреломления среды от напряжённости приложенного к ней электрич. поля. Такой О. з. состоит из эл.-оптич. ячейки, помещённой между двумя параллельными (или скрещенными) поляризаторами. Управлепие затвором осуществляется обычно подачей на эл.-оптич. ячейку т. и. полуволнового напряжения — напряжения, при к-ром возникающее в среде двойное лучепреломление приводит к сдвигу фаз между обыкновенной и необыкновенной волнами на величину л. В технике измерений сверхкоротких лазерных импульсов для управления эл.-оптич. затвором вместо алектрич. нмиульсов используются мощные поляри-аов. световые импульсы (затвор Дюге и Хансена), к-рые, распространяясь в ячейке Керра, приводят вследствие нелинейности среды к возникновению оптически наведённого двулучепреломления. Скорость переключения таких О. 3. очень высока (до с). [c.453]

Эффект Керра практически безынерционен оптическая анизотропия устанавливается вслед за члектрическим полем за время около 10 с. Эффект Керра используется для создания безынерционных оптических затворов ячейка Керра). [c.223]

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]

Более быстрое включение добротности может быть осуществлено при помощи электрооптических затворов, основанных на эффектах Керра и Покельса. Большое распространение в качестве затворов получили также насыщающиеся фильтры, прозрачность которых возрастает о увеличением интенсивности света, проходящего через них (пассивные затворы). [c.14]

Во многих случаях длительность экспозиции, даваемая механическим затворо л (порядка до сек), оказывается слишком большой. Тогда экспозицию задают путем регулирования длительности осветительной вспышки. В качестве затвора с очень малой экспозицией можно использовать ячейку Керра (рис. 248). [c.363]

Как следует из предыдущих разделов, в пикосекундном и особенно в субпикосекундном диапазонах производить измерения, основываясь на электронных и электронно-оптических методах, чрезвычайно трудно. Нелинейная оптика позволяет применить хорошо развитые методы и в особенности метод корреляционных измерений к предельно коротким световым импульсам. Только этим путем удалось измерить длительности импульсов первых лазеров с синхронизацией мод вскоре после их создания [3.9—3.13]. В качестве примеров таких методов мы рассмотрим генерацию второй гармоники и двухфотонную люминесценцию (о теоретических основах этих эффектов см [11, 30]). Кроме того, мы обсудим оптические затворы, основанные на эффекте Керра, индуцированном лазерным излучением. [c.117]

Кроме скоростного фоторегистратора для регистрации люминесценции применяют нелинейные оптические затворы с временами срабатывания в области пикосекунд и субпикосекунд. При этом стробоскопическим методом, как описывалось в разд. 3.3, измеряется функция корреляции между измеряемым сигналом люминесценции и коротким лазерным импульсом. При условии что длительность лазерного импульса мала по сравнению с характерным временем люминесценции, корреляционная функция непосредственно соответствует кривой затухания люминесценции. В качестве нелинейного оптического элемента для исследования люминесценции часто применяется ячейка Керра . [c.329]

Электрозатворы. В качестве высокоскоростного затвора в камерах давно пользуются ячейкой Керра [21]. Спектральная чувствительность камеры с таким затвором определяется прозрачностью жидкости в ячейке Керра и чувствительностью пленки. Разрешающая способность ячейки Керра может быть довольно высока по сравнению с электронно-оптическими приборами. Хотя угловая апертура таких затворов мала, это не является ограничением при фотографировании лазеров, так как лазерный пучок сильно коллимирован. Чтобы получить более одного кадра при помощи камеры с затвором в виде ячейки Керра без применения отводящих зеркал, приходится пользоваться серией расщепителей пучка, по одному на каждую ячейку. Хотя из-за конечной длины этих расщепителей уменьшается светосила объективов, которыми можно пользоваться, это не приводит к ухудшению качества фотографий лазерных источников, В одной из конструкций камер, где данная трудность была устранена, свет распределяется по ячейкам Керра (или по ЭОП) при помощи многогранной призмы, расположенной за объективом. Такая конструкция не дает возможности получить более одного кадра лазерного источника. Допуская же некоторое снижение качества изображения, подобной камерой можно пользоваться, если лазерный пучок направить на экран из шлифованного стекла или на матовый отражатель. Тогда камера будет фотографировать изображение в рассеянном свете. При такой методике уменьшается яркость изображения и снижается разрешающая способность, причем на изображении появляются вспышки из-за пространственного фурье-преобразования на поверхности и соответствующих интерференционных эффектов. [c.58]

Анализ известных способов синхронизации с целью использования одного из них на установке в ЦНИИЧМ для определения темпфа туры Тр показал следующее 128Ь Метод синхронизации, основанный на разрыве проводящего слоя, в результате чего получается импульс, который является командным- для фоторегистратора, используется для фоторегистраторов с практически безынерционными затворами типа ячейки Керра. На разработанной установке использовался сверхскоростной фоторегистрирующий прибор СФР с вращающимся зеркалом. Оценка возможной скорости трещины показала, что съемку следует проводить со скоростью порядка 120-10 кадров за секунду. В этом случае время одного оборота составляет 4> 10" с, а время съемки - 0,5-10 с. Учитывая, что распространение трещины в образце шириной 200 мм продолжается 0,1—0,2 10 с и не зависит от скорости вращения зеркала, т.е. командный импульс от разрыва проводящего слоя может прийти в любой момент из тех 3,5 t0 с, во время которых съемка не проводится, стаиовит<эт ясно, что рассматриваемый метод синхронизации не обеспечит съемки в нужный момент при использовании одного скоростного фоторегистратора. Конечно, можно при использовании нескольких СФР перекрыть все холостое время, т.е. время, когда съемка не проводится, и тем самым сделать метод синхронизации надежным. В этом случае вся система будет несколько громоздкой, поэтому возможность проведения систематических экспериментов при оценке качества металлопродукции сомнительна. [c.128]

Из только что сказанного понятно одно из наиболее важных применений электрооптики использование изотропных сред в качестве оптических затворов. Классический пример — ячейка Керра. Схема затвора с ячейкой Керра приведена на рис. 79. В отсутствие электрического поля на ячейке (небольшой объем, заполненный нитробензолом) свет от источника к экрану проходит через два скрещенных поляроида в этом случае колебания электрического вектора, пропускаемые одним из них, падают на другой так, что плоскость этих колебаний перпендикулярна той плоскости, в направлении которой второй поляроид пропускает свет. Приложение электрического поля делает нитробензол из изотропного одноосным через него теперь будут распространяться две волны (в соответствии с его двумя показателями преломления в новом состоянии). Поляризация в этих волнах взаимно перпендикулярна, откуда следует, что свет в этОхМ случае может пройти (хотя бы частично) и через второй поляроид и достигнуть экрана. Интересно, что именно на этом принципе были построены одни из первых аппаратов звукового кино—жидкостные (нитробензоловые) затворы, которые применяются редко их заменили кристаллические модуляторы. [c.189]

Электрооптические затворы и модуляторы. Принцип действия электрооптического затвора ясен из приведенного выше рис. 79. Электрооптический кристалл в кристаллических модуляторах ставится вместо ншдкостноп ячейки Керра. [c.206]

Всем приемникам света присуща инерционность, характеризуемая временем разрешения. При визуальном наблюлении т 0.1 с.. Колебания интенсивности, происходящие за меньшие времена, глаз различить не в состоянии, и зрительное ощущение определяется средней за время т интенсивностью. Поэтому мы не замечаем быстрых (по сравнению с т) мельканий света от люминесцентных ламп (эти мелькания характеризуются периодом Т = 0,01 с), от экрана телевизора или киноэкрана (7 =0,02 с). Для фотоматериалов (т.-е. при фотографической регистрации) время экспозиции обычно составляет 10 —10 с. В приемниках света, использующих ячейки Керра в качестве затворов, время т может быть доведено до 10 с. Наименее инерционные фотоэлектрические приемники характеризуются временем разрешения порядка 10 с. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...