Конденсатор Керра

В последнее время вместо вращающегося колеса с успехом применяют другие, более совершенные методы прерывания света. Наилучшие результаты получены с помощью конденсатора Керра (см. 152), Б котором наложение быстропеременного поля дает возможность производить до 10 прерываний в секунду. Это позволяет значительно улучшить точность результатов или сильно сократить длину базиса D. Так, в опытах Андерсона (1937 г.) длина базиса D составляла всего лишь 3 м, т. е. вся установка помещалась на лабораторном столе. Многочисленные усовершенствования в методах регистрации, использовавшие современные достижения радиотехники и электроники, позволили чрезвычайно сильно повысить точность измерений. [c.424]

Для большинства жидкостей Пе > Пд, т. е. Б > 0 их анизотропия соответствует анизотропии положительного кристалла. Есть, однако, жидкости, для которых В << 0 (например, этиловый эфир, многие масла и спирты). Численные значения постоянной Керра для разных веществ весьма различны. Максимальным значением В среди всех известных веществ обладает нитробензол, для которого приблизительно В = 2-10 СГСЭ ). Таким образом, если, например, на обкладки конденсатора длиной / = 5 см с расстоянием между ними с1 = мм наложена разность потенциалов в 1500 В, т. е. напряженность поля равна 15 000 В/см = 50 СГСЭ, то разность фаз в нитробензоле достигает иными словами, такой конденсатор Керра действует, как пластинка в четверть волны. Понятно, что нетрудно обнаружить гораздо меньшую разность фаз, и, следовательно, опыты с нитробензолом не наталкиваются на какие-либо трудности, связанные с чувствительностью. Поэтому нитробензол находит себе широкое применение во всех технических устройствах. [c.529]

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

В данной установке измеряют не интенсивность света, прошедшего через а разность фаз, возникающую между двумя компонентами света в конденсаторе Керра. Эта величина, собственно говоря, и определяет интенсивность пропускаемого света измерение же разности фаз может быть выполнено с большим удобством (при помощи компенсатора К), чем оценка интенсивности пропущенного света. Измеренное таким образом запаздывание I складывается из двух величин Тц — времени прохождения светом пути Z TZ2 и т — времени запаздывания процесса вторичного свечения. Если заменить сосуд с флуоресцирующим веществом зеркалом, от которого отражение происходит практически мгновенно, то мы найдем непосредственного и получим возможность ввести соответствующую поправку и определить время запаздывания свечения т. [c.758]

Определить число прерываний, осуществляемых установкой Керра, если она питается от генератора частоты V = 10 Гц, дающего импульсы с амплитудой напряжения 6000 В. Конденсатор Керра имеет длину I — 5 см, расстояние между пластинами 1 мм. В качестве жидкости взят нитробензол (В = 2- 10 СГСЭ). [c.900]

Измерение скорости света от земного источника в лабораторных условиях впервые было выполнено Физо в 1849 г. Пучок света прерывался зубчатым колесом, вращавшимся перед источником света, и отражался от зеркала, находившегося на расстоянии около 9 км. Если за время движения светового импульса до зеркала и обратно колесо повернется на такой угол, что на месте прорезей окажутся зубья, вернувшийся свет не попадет в окуляр и поле зрения окажется темным. При вдвое большей угловой скорости вернувшийся световой импульс проходит через следующую прорезь и наблюдатель видит источник. Очевидно, что в этом случае для определения скорости света нужно разделить путь от колеса до зеркала и обратно на время поворота колеса на один зубец. Современная модификация метода Физо основана на прерывании света с помощью практически безынерционного оптического затвора (конденсатора Керра, см. 4.5). Это позволяет значительно повысить точность, несмотря на сокращение длины базиса до нескольких метров. [c.127]

Ячейка Керра (рис. 155), предназначенная для модуляции светового потока, состоит из поляризатора 2, анализатора 4 и конденсатора Керра 3. В качестве поляризатора и анализатора могут применяться поляроиды и другие устройства. Главные направления в поляризаторе и анализаторе составляют с направлением оптической оси в конденсаторе Керра угол 45°. Конденсор 1 направляет в пространство между пластинами конденсатора сходящийся [c.236]

При стробоскопическом освещении бегущей волны ширина полосы обусловливается длительностью освещения. Кратковременность освещения при использовании конденсатора Керра может быть достигнута следующим образом. Переменное напряжение высокой частоты подается на усилительную лампу с таким отрица- [c.195]

Наблюдение эффекта Керра. Не приводя вывода, аналогичного выводу в случае эффекта Поккельса, обратим внимание на описание э( )фекта Керра. Схема опыта для обнаружения эффекта Керра аналогична схеме, данной на рис. 12.1. Единственное отличие заключается в том, что образец (изотропное твердое тело, жидкость или газ в кювете) в этом случае помещается между обкладками плоского конденсатора (рис. 12.3). В качестве образца желательно выбрать вещество, в котором эф< ект Керра довольно велик, например нитробензол. [c.289]

Абсолютное значение константы К характеризует пригодность данного вещества к использованию его в ячейке Керра. Обычно постоянной Керра называют эту величину, выраженную в длинах волн, т.е. К/Х. Она заметно уменьшается с повышением температуры жидкости, так как тепловое движение молекул препятствует их ориентации. Для нитробензола она достаточно велика — эффект легко наблюдается при подаче на конденсатор импульса напряжения с амплитудой в несколько сотен вольт. Наблюдение эффекта Керра в других жидкостях (а особенно в газах) требует использования значительно большей напряженности электрического поля. [c.122]

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]

Указание. При расчете обратить внимание на то, что система Керра не пропускает света всякий раз, когда разность хода лучей в конденсаторе достигает целого числа длин волн. [c.900]

Эффект Керра в жидкостях можно наблюдать, поместив кювету, в которую введены пластинки плоского конденсатора (ячейка Керра), между скрещенными поляризаторами П и Пг (рис. 19.2). Если П1 и Пг скрещены и электрическое поле не наложено, то свет через систему не проходит. Под действием электрического поля жидкость становится по оптическим свойствам подобной одноосному кристаллу с оптической осью, направленной [c.65]

Источником света служит искра Ь. Она вместе с ячейкой Керра К питается от одного источника тока. Свет искры, отразившись от системы зеркал М М М М , проходит через поляризаторы П) и П2, между которыми помещена ячейка Керра. Когда разность потенциалов на электродах достигает пробивного значения, между ними проскакивает искра и конденсатор ячейки Керра разряжается. Отодвигая зеркала М М2, можно увеличить длину пути света от искры до ячейки Керра и таким образом получить очень малую, но заметную разность между моментом времени, в который конденсатор разряжается, и моментом времени, в который до него доходит свет. Если за данный промежуток времени молекулы успеют [c.68]

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]

Величина критического напряжения (IV.38) зависит от параметров конденсатора ячейки Керра и вещества, заполняющего конденсатор. Для уменьшения критического напряжения нужно уменьшать расстояние между пластинами конденсатора и увеличивать их длину. Однако это приводит к уменьшению апертуры пучка лучей, проходящих между пластинами. Поэтому наиболее целесообразно использовать вещество с большой постоянной Керра, например нитробензол. [c.238]

Так как постоянная Керра зависит от длины волны излучения, то при падении на ячейку белого света лучи с различной длиной волны модулируются с различной глубиной и фазы их модуляции оказываются различными. На ячейку Керра падает сходящийся пучок, а разность хода между необыкновенными и обыкновенными лучами зависит от угла их падения. Поэтому в сечении выходящего пучка появляется фазовая неоднородность. К фазовой неоднородности может привести неточная установка ячейки Керра и неоднородность электрического поля конденсатора. [c.239]

Поляроиды, применяемые в качестве поляризаторов, и нитробензол изменяют спектральный состав прошедшего через них излучения. Постоянное поляризующее напряжение, вызывая двойное лучепреломление в нитробензоле, также приводит к изменению спектрального состава излучения вследствие интерференции поляризованных лучей. В результате спектральный состав лучей, выходящих из ячейки Керра, различен. Из-за поглощения и отражения лучистой энергии в поляроидах и конденсаторе с нитробензолом, а также виньетирования пучка лучей пластинами конденсатора величина выходящего лучистого потока составляет ---20% от величины потока, падающего на ячейку Керра. [c.239]

Если в схему поляризационного прибора между поляризатором П и анализатором Ан ввести конденсатор 1 (рис. IV. 17), между обкладками которого создается однородное электрическое поле, то оптически неактивное вещество 2 (чаще всего жидкость) уподобляется одноосному кристаллу с оптической осью 3 вдоль направления вектора электрической напряженности Е. Такого рода устройство носит наименование ячейки Керра. [c.208]

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]

Применения К.э. Конденсатор Керра, помещенный между двумя скрещенными поляризационными призмами, пропускает или не пропускает свет, в зависимости от величины наложенного поля. При этом с точностью по крайней мере до 10" ск. К. э. следует без задержки и затягивания за изменениями поля. Налагая на конденсатор переменное поле с большой частотой, получаем чрезвычайно быстро и точно работающий прерыватель для света. На этом основано все расширяющееся применение К. э. при физич. измерениях и в технике. Конденсатор Керра с громадными преимуществами заменяет зубчатое колесо Физо при измерении скорости света (Гавиола и Миттельштет (. С помощью К.э. может быть точно измерено ничтожное время порядка 10 ск., протекающее между моментом поглощения света и вторичным излучением его в виде флуоресценции. При помощи конденсатора Керра можно модулировать световую волну и получить искусственное уширение или расщепление спектральных линий (Рупп, Бром-.10Й). В технике К.э. применяется с успехом при передаче изображений на расстояние, при телевидении и в кнно звуковом (си. ). [c.61]

Конденсатор кварцевый 367, VIII. Конденсатор Керра 122, X. Конденсаторы вспрыскивающие [c.470]

Чтобы составить представление о порядке величины эффекта Керра, приведем следующий пример. Пусть расстояние между пластинами конденсатора Керра равно 1 мм, а напряжение между ними 1500 В, так что = 15000 В/см = 50 СГСЭ-ед. Если кон--денсатор заполнен жидким нитробензолом, то при / = 5 см ввзник- шая разность фаз будет ф = я/2. Такой конденсатор может служить пластинкой ХМ. Нетрудно обнаружить и значительно мгньшие разности фаз. Поэтому эффект Керра в нитробензоле находит широкие технические применения. [c.554]

Наравне с конденсатором Керра пользуется вполне заслуженной репутацией газовая лампа тлеющего разряда (фиг. 21). Для целей Т. изготовляются лампы, наполненные неоном они имеют электроды в виде плоских железных пластинок прямоугольной формы,распололгенных параллельно на расстоянии ок. 1 мм. Под влиянием приложенного напряжения на катодной пластинке [c.371]

В звуковой КИНО ДЛЯ записи применяется осциллограф, либо конденсатор Керра (либо, лампа тлеющего разряда и др.) воспроизводящим устройством является фотоячейка с фотоэлементом того или иного типа. Из всех этих устройств в соответствии с ранее установленными рамками мы рассмотрим только звукосниматели как приборы широкого и универсального применения. Т( ническое обоснование главнейших положений теории и расчета звукоснимателя будет приведено ниже в специально посвященной этому вопросу главе. [c.32]

Однако наблюдение бегущих звуковых волн теневым методом может быть значительно успешнее осуществлено при использовании настоящего стробоскопического освещения. Насхемефиг. 187, например, световой пучок, идущий к щели 5, может прерываться при помощи конденсатора Керра с частотой, равной частоте переменного напряжения, возбуждающего кварцевый излучатель ультразвука ). Вместо конденсатора Керра может быть использован описанный в гл. VI, 1 ультразвуковой стробоскоп. [c.163]

В конце 1933 г. Бахэм, Гидеман и Асбах [137] сообщили о новом методе, при помощи которого могут быть сделаны видимыми стоячие ультразвуковые волны. Вначале авторы рассматривали этот метод как разновидность теневого метода. Бахэм [132] применил его также для наблюдения бегущих звуковых волн, используя конденсатор Керра для стробоскопического освещения. В своих более поздних работах [120, 866] авторы высказывают мысль, что они сделали видимыми линии схождения [c.193]

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]

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]

Из приведенных данных, относящихся к длине волны X = = 546,0 нм (зеленая линия), видно, насколько трудно исследование явления Керра в газах. В первых измерениях этого рода применялся конденсатор с длиной пластин 50 см и с расстоя,нием между ними около 4 мм, на которые накладывалась разностР потенциалов [c.530]

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]

Простейшим примером нормального разрыва скорости может служить волна параметра, бегущая по покоящейся среде с любой скоростью и меняющая её свойства. Такую волну параметра можно создать в нелинейной покоящейся среде изменением её показателя преломления во внеш. переменном (по закону бегущей волны) сильном электрич. поле за счёт Керра эффекта или Поккельса эффекта. Бегущая волна сильного электрич, поля может быть создана либо сканированием по этой среде пучка могцного лазерного излучения, либо помещением среды в протяжённый электрич. конденсатор, хЧг вдоль к-рого бежит волна напряжения. Скорость этой ч24 волны может быть любой. Если скорость фронта бегу- [c.424]

Отношение амплитуды переменного напряжения i/, , приложенного к пласпшам конденсатора, к критическому напряжению называется глубиной электрической модуляции ячейки Керра. Глубина модуляции влияет на закономерность изменения интенсивности лучистого потока, пропущенного ячейкой. Если, кроме переменного синусоидального напряжения, приложить некоторое постоянное напряжение то можно уменьшить различия в закономерности изменения амплитуды переменного напряжения и интенсивности лучистого потока, пропускаемого ячейкой Керра. Постоянное напряжение t/,j называют поляризующим напряжением. По данным А. Г. Тагера [26], закон изменения лучистого потока, пропущенного ячейкой, и закон изменения амплитуды переменного синусоидального напряжения наиболее близки при i/ = 0,255[/ и i/ = [c.238]

Если конденсатор запитывать напряжением высокой частоты, то, как следует из (1У.25) и (1У.26), ячейка Керри превращается в оптический затвор, частоту прерывания которого можно довести до 10 с . Напряжение / р, соответствующее максимальной величине /р, называется критическим. Оно определяется выражением [c.209]

КЕРРА ЭФФЕКТ (электрооптический) состоит в появлении двойного лучепреломления в твердых телах, жидкостях и газах, находящихся в сильном электрич. поле. Диэлектрик внутри плоского конденсатора становится оптически анизотропным, приобретая свойства, аналогичные одноосному кристаллу, ось которого направлена параллельно силовым линиям. Если через такой диэлектрик пропустить линейно поляризован. пучок света с плоскостью поля- " /la/ipiXiHue [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...