Керра электрооптический эффект

Керра электрооптический эффект 551 [c.747]

КВАДРАТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ КЕРРА) [c.289]

ПРИМЕР ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КЕРРА В ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ [c.276]

Подобно электромеханическим эффектам (пьезоэффекту и электрострикции, см. 5.1), электрооптический эффект может быть линейным (эффект Поккельса) или квадратичным (эффект Керра). Квадратичный эффект, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как линейный электрооптический эффект имеет место только в нецентросимметричных кристаллах или текстурах (подобно пьезоэффекту). [c.197]

Квадратический электрооптический эффект Керра [c.82]

Это так называемый квадратичный электрооптический эффект или эффект Керра (Я — электрооптический коэффициент Керра). [c.255]

Квадратичный электрооптический эффект (как, [например, электрострикция), являясь эффектом второго порядка, дает, вообще говоря, малые (по сравнению с линейным электрооптическим эффектом) изменения оптических свойств диэлектриков. Вместе с тем для полярных жидкостей (квадратичный электрооптический эффект в этом случае, как уже указывалось, носит название эффекта Керра) и для сегнетоэлектриков этот эффект (так же как и электрострикция) может быть значителен. В кристаллах линейных диэлектриков, обладающих пьезоэффектом, квадратичным электрооптическим эффектом можно пренебречь по сравнению с линейным. Укажем, что в переменном электрическом поле частоты / за счет квадратичного электрооптического эффекта оптические свойства кристалла меняются с частотой 2/. [c.195]

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]

Не меньший интерес у исследователей, занимающихся изучением растворов высокомолекулярных соединений и различных суспензий, вызывают электрооптические и магнитооптические методы анализа. Среди электрооптических эффектов нашли применение 1) электрооптиче-ский эффект, связанный с изменением показателя преломления среды под действием статического электрического поля (эффекты Поккельса и Керра) 2) эффект двойного лучепреломления 3) электрический дихроизм 4) увеличение рассеяния света при помещении кюветы с раствором в электрическое поле. Исследование электрооптических эффектов в коллоидных растворах показало, что они зависят от концентрации электролитов, валентности ионов, pH среды, наличия поверхностно-активных веществ и т. д. Поэтому электрооптические методы могут оказаться исключительно важными при изучении электрохимических свойств коллоидных растворов. При этом особенное зна- [c.127]

Электрооптические эффекты наблюдаются в неподвижных материалах, помещенных в сильное стационарное электрическое поле, когда по такому фоновому состоянию (отличающемуся от естественного в отсутствие поля) пропускается электромагнитная волна (свет), К таким эффектам относится электрический эффект Керра (используемый в так называемых ячейках Керра). Очевидно, существование таких эффектов в материальной среде свидетельствует, что уравнения для электромагнитного поля в этой материальной среде в отличие от подобных уравнений в вакууме нелинейны, так как сумма двух решений не является решением. [c.64]

Существуют два типа электрооптического эффекта. В одном из них изменение показателя преломления пропорционально квадрату приложенного напряжения. Он называется эффектом Керра в честь шотландского физика Джона Керра, открывшего это явление в жидкостях в 1875 году. Эффект Керра имеет место также в любых кристаллах. В электрооптическом эффекте другого типа изменение показателя преломления пропорционально первой степени приложенного напряжения. Этот эффект назван именем немецкого физика Ф. Поккельса, который первым тщательно изучил его в 1893 году. Эффект Поккельса может иметь место только в кристаллах, в которых отсутствует центр симметрии. [c.77]

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]

В общем случае в разложении поляризации по степеням поля необходимо учитывать также низкочастотные поля. Большинство нелинейных эффектов связано с членами ряда, пропорциональными квадрату и кубу амплитуды электрического поля. Квадратичная поляризация обусловливает существование таких эффектов, как генерация второй гармоники, оптическое выпрямление, линейный электрооптический эффект (эффект Поккельса) и параметрическая генерация. К эффектам, обязанным своим существованием поляризации, кубичиой по полю, откосятся геиерация третьей гармоники, квадратичный электрооптический эффект (эффект Керра), двухфотонное поглощение, вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэ-ка и вынужденное ралеевское рассеяние. [c.860]

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]

Важнейшими электрооптическими эффектами являются эффекты Поккельса и Керра (линейный и квадратичный). Эффект Керра, как и электрострикция, наблюдается в любых диэлектриках, в то время как эффект Поккельса имеет место только в нецентросимметричных кристаллах (подобно пьезоэффекту). Оба эффекта широко используются в технике оптической связи и приборостроении для модуляции, переключения и других видов электрического управления световыми сигналами. Электрическое поле изменяет также коэффициент отражения света электроотражение — один из современных методов исследования оптических и динамических свойств кристаллов. [c.29]

Квадратичный электрооптический эффект, или эффект Керра — появление двойного лучепреломления у изотропного вещества в однородном электрическом поле. Внешнее электрическое поле Е ориентирует молекулы, обладающие электрическим моментом (диполь-иым, квадрупольным и т. п.), в результате возникает анизотропия н показатели преломления п ] (вдоль поля) и п (перпендикулярно полю) становятся различными пц — Ял = КпР, разность хода необыкновенного и обыкновенного лучей равна Д = KnlE , здесь К — постоянная Керра, п — показатель преломления в отсутствии поля, I — длина оптического пути. [c.775]

Изменение оптических характеристик кристалла под действием внешнего электрического поля называется электрооптическим эффектом Поккельса. В одноосном кристалле распространение света вдоль оптической оси происходит с одной и той же фазовой скоростью Vo = fno независимо от направления его поляризации. Если кристалл не обладает центром симметрии, то при приложении внешнего электрического поля вдоль этой оси фазовые скорости волн с ортогональными направлениями поляризации становятся различными. В отличие от эффекта Керра, квадратичного по напряженности внешнего электрического поля, в электрооптическом эффекте разность фазовых скоростей таких волн пропорциональна напряженности поля линейный эффект Поккельса). Безынерцион-ность эффекта Поккельса позволяет широко использовать его для создания быстродействующих оптических затворов и высокочастотных модуляторов света. Вырезанная перпендикулярно оптической оси пластинка кристалла KDP (дигидрофосфата калия) помещается между скрещенными поляризаторами. Интенсивность света, пропускаемого такой ячейкой Поккельса, зависит от приложенного напряжения U по закону / sin [jit//(2[/x/2)], где Uk/2 — минимальное напряжение, при котором сдвиг фаз волн с ортогональными поляризациями равен л (для KDP t/x/2 8 кВ). [c.199]

Здесьи — тензоры третьего и четвертого рангов, которые характеризуют соответственно линейный электрооптический эффект (называемый также эффектом Поккельса) и квадратичный электрооптический эффект эффект Керра), Эффект Поккельса возможен лишь в кристаллах, не имеющих центра симметрии (т. е. не симметричных относительно инверсии), а эффект Керра наблюдается в центрально-симметричных кристаллах. [c.42]

Электрооптический эффект Керра состоит в том, что многие изотропные тела при введении в постоянное электрическое поле становятся оптически анизотропными. Они начинают вести себя подобно одноосным двупреломляющим кристаллам, оптическая ось которых параллельна приложенному электрическому "полю. [c.551]

При фиксированном направлении внешнего поля Е величина Ал зависит- от направления распространения света. Это сказывается яа двойном преломлении среды. Изменение двойного преломления вещества из-за смещения собственной частоты во внешнем электрическом поле называежя электрооптическим эффектом Поккельса. В этом эффекте изменения показателей преломления пропорциональны первой степени внешнего поля Е , в отличие от эффекта Керра, где они пропорциональны квадрату поля. [c.563]

Действительные части этих компонент поляризации описывают изменение показателя преломления на частоте 0)1 в присутствии поля с частотой 0)2. При 0)2 = О эти соотношения просто описывают квадратичный электрооптический эффект (эффект Керра), т. е. двулучепрелом-ление, возникающее в электрическом поле. [c.52]

В 1875 г. был открыт электрооптический эффект Керра, заключающийся в возникновении в изотропном теле одноосной анизотропии при наложении постоянного электрического поля (рис. 12.22). Оптическая ось соответствует направлению напряженности приложенного поля, а величина двулучепреломления пропорциональна квадрату напряженности = КЕ На основе ячеек Керра построены практически безынерционные затворы и модуляторы света со временем срабатывания до 10 с. Объясняется эффект Керра анизотропией молекул, описываемой тензором поляризуемости. При наложении внетттнргп поля молекулы ориентируются вдоль поля осями наибольшей поляризуемости, что и приводит к различным условиям для распространения света ортогональных поляризаций. [c.209]

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]

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]

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]

Фазовая и амплитудная модуляция может осуществляться с помощью электрооптических модуляторов. Действие электро-оптического модулятора основано на следующем принципе некоторые кристаллы, а также жидкости вследствие электроопти-ческого эффекта, в частности эффекта Керра, становятся во внешнем электрическом поле двулучепреломляющими. Это изменение преломляющих свойств под действием внешнего поля может быть использовано для изменения поляризации распространяющегося в среде света, что позволяет осуществить оптическую модуляцию. [c.145]

Электрооптические затворы. Принцип действия электрооптических затворов основан на использовании эффектов Покельса или Керра. Схема лазера с электрооптическим затвором приведена на рис. 19.4 (/У и — поляризаторы, ЭОМ — электрооптический модулятор, АЭ — активный элемент). В настоящее время такие устройства нашли широкое применение. В качестве электрооптических материалов используются вещества, отличающиеся высокой. стойкостью и небольшим [c.180]

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]

ОПТИЧЕСКИЙ ЗАТВОР, устройство, обеспечивающее пропускание и (или) перекрытие светового потока в течение определённого, заранее заданного времени (выдержки). По назначению О. 3. подразделяют на предохранительные, закрывающие оптич. тракт и препятствующие засветке светочувствит. элементов оптич. системы (щ)ибо-ра) высокоскоростные О. з., обеспечивающие прохождение светового потока через оптич. систему в течение очень малого, заранее заданного времени высокоскоростные О. з, периодич. действия, предназначенные для открывания и закрывания оптич. тракта с большой частотой. По принципу действия 0.3. разделяют на механические (электромеханические), взрывного типа, О. 3., использующие полное внутреннее отражение, электрооптические на основе Керра эффекта и Поккельса эффекта, магнитооптические на [c.498]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...