光學克爾效應

一種三階非線性光學效應。普通克爾效應是指介質在電場作用下，沿平行和沿垂直於電場方向偏振的光波的折射率n‘和n”發生不同的變化，且它們之間的差值Δn正比於電場的二次方，從而出現感應雙折射現象。通常，所加電場是直流或低頻交變電場。當所加的是光頻電場時，如果光足夠強 ,也會發生同樣的現象。此時Δn正比於作用在介質中的雷射束的光強。這稱為光學克爾效應。

基本信息

產生光學克爾效應的非線性介質可以是液體、固體、氣體或原子蒸氣。產生的物理機制、效應的強弱都可以很不相同。有時也可以同時來源於幾種不同機制。常見的物理機制有：①在光的作用下能級粒子數分布發生了改變。這適用於有分立能級的原子、分子或固體體系。②在光的作用下電子云分布發生了變化。這適用於原子或固體。③光場感生的電致伸縮效應。這適用於液體、固體和高壓氣體。④光場引起分子取向發生變化。適用於由各向異性分子組成的有機液體和溶液、分子晶體和液晶等。⑤光場引起分子排列發生變化。適用於例如液態的惰性元素等。

原理

通過對於來自光學克爾效應的雙折射的測量，能夠有效地測定各種介質的三階非線性極化率。由於不同介質產生的光學克爾效應有著不同的機制，通過光學克爾效應的研究還可以進行各種不同物質的物性研究，測量不同的微觀參量，例如分子取向的弛豫時間等。