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基本概況
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入射光通過克爾盒後,分裂成兩個分別以相速с/n0與с/ne傳播的線偏振光(с是真空中的光速),其偏振方向(電矢量方向)分別與外加電場垂直或平行。相速之差引起這兩個偏振光之間的相位差δ。如果入射光是波長為λ0的單色光,則
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式中x是光通過電場作用下媒質的程長,即平行板電極的長度。
克爾由實驗發現:ne-n0=Bλ0E-2,這裡E是電場強度,B是和材料特性有關的常數,稱為克爾常數。克爾常數與絕對溫度T成反比。用標準的光學方法,可由實驗確定出材料的克爾常數。如果λ0以厘米計,E以靜電伏特/厘米計,二硫化碳的克爾常數為3。226×10-7;聚乙醛為-23。00×10-7;硝基苯為+346。0×10-7。
在某些晶體中還觀察到和電場一次冪成正比的雙折射現象,稱為泡克耳斯效應。有時泡克耳斯效應掩蓋了克爾效應。但在立方晶系或非晶態材料中則只有克爾效應。
克爾效應的主要套用是光電轉換。把克爾盒放在兩隻相互正交的偏振器之間就成為克爾快門,其開關時間約為10-9s。它已用於雷射調製器。
實驗原理
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克爾效應 |
三大效應
一、克爾電光效應
克爾電光效應,或直流克爾效應,是特殊情況下,電場是一種緩變的外部套用領域,例如,電壓在電極材料的影響下的套用領域,材料成為雙折射,不同指標的折射光偏振平行或垂直套用領域。在不同的折射率,Δn,是由
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其中λ是波長的光,鉀是克爾常數,E是振幅電場。這種差異在折射率材料的原因行事像一個波當光被事件它的方向垂直的電場。如果材料是放在兩個“跨越”(垂直)線性偏振片,沒有燈光將轉交時,電場是關閉的,而幾乎所有的光將轉交的一些最佳值電場。高等教育價值觀的克爾常數允許傳輸來實現以較小的外加電場。
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二、光學克爾效應
光學克爾效應,或AC克爾效應的情況下,電場是由於光本身。這導致變異的折射率是成正比的地方輻射光。這折射率變化負責的非線性光學效應的自聚焦和自相位調製,是依據克爾透鏡鎖模。這不僅成為影響非常顯著激烈的梁如從雷射器。
三,磁光克爾效應
在磁光克爾效應,根據反映的磁材料具有輕微鏇轉偏振平面。它類似於法拉第效應下飛機的兩極分化的透光鏇轉。
理論介紹
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克爾效應 |
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其中ε0是真空介電常數和χ(N)的是n階的組成部分電力易感性的媒介。該“:”符號代表了標產品之間的矩陣。我們可以寫這種關係明確的i-次組成的向量P可以表示為:
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i=1,2,3。人們常常想當然地磷1=P十,即部分平行為x的極化場;第2=E的y和等等。對於一個線性中期,只有第一次周期內,該方程具有重要意義和不同的線性極化與電場。材料表現出不可忽視的克爾效應,第三,χ(3)長期重要的是,隨著偶數階條件通常輟學由於反演對稱性克爾介質。考慮淨電場é產生的光波頻率ω連同外加電場é0:
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其中Eω是矢量振幅波。
結合這兩個方程產生一個複雜的P的表達。直流克爾效應,我們可以忽略所有的線性除外條款和那些
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這是類似的線性關係,兩極化和一個電場的浪潮,另外非線性易感性長期平方成正比的振幅的外部領域。對於非對稱的媒體(例如液體),這引起變化的敏感性產生變化折射率的方向電場:
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在λ0是真空波長和K是科爾不斷的媒介。克爾細胞與外地的橫向可作為開關波板,鏇轉偏振平面波的穿越它。結合偏振片,它可以被用來作為快門或調製器。
K的值取決於中期和約9.4×10-14米V-2的水,4.4×10-12米的V-2硝基苯。對於晶體,易感性的中期將一般是一個量和克爾效應產生的修改本張。
注意事項
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