Керра эффект.
Двойное лучепреломление в оптически
изотропных веществах (жидкостях и газах) под воздействием однородного
электрического поля.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%F4%F4%E5%EA%F2_%CA%E5%F0%F0%E0
http://ufn.ru/ufn33/ufn33_2/Russian/r332c.pdf
Ячейка Керра - прозрачная емкость, заполненная жидкостью
(нитробензол, ацетон).
Разновидность – Поккельса
эффект жидкость заменена кристаллом
Большие напряжения для достижения
максимальной прозрачности 3-30
киловольт.
Многие изотропные вещества, помещенные в электрическое поле, приобретают свойства одноосных кристаллов, т.е. обнаруживают оптическую анизотропию, приводящую к двойному лучепреломлению света, проходящего через вещество перпендикулярно направлению поля. При этом величина двойного лучепреломления пропорциональна квадрату напряженности поля и ее знак не меняется при изменении направления поля на обратное. (другие названия эффекта: квадратичныйэлектрооптический эффект, поперечный эл. опт. эффект). Величина эффекта зависит от вещества, его температуры и длины волны света. В газах эффект Керра мал, а в жидкостях его величина гораздо больше. Аномально сильно он проявляется внитробензоле и подобных ему жидкостях.
Наиболее часто указанный эффект реализуется в т.н. электрооптических затворах Керра. Прозрачную кювету с электродами для создания поля, заполненную нитробензолом, помещают между скрещенными поляризатором и анализатором таким образом, что направление поля составляет угол 45 градусов с их главными плоскостями поляризации. Если поле отсутствует, такое устройство не прозрачно для света. При наложении поля, линейно поляризованный свет при прохождении через кювету расцепляется на два перпендикулярно поляризованных луча, имеющих в пределах кюветы различные скорости распространения. При этом между нимивозникает разность фаз, что приводит к эллиптической поляризации света, вышедшего из кюветы. При этом часть его проходит через анализатор. Затвор открыт . Высокая скорость срабатывания такого затвора (10 в минус 11 степени сек.) обусловило его применением в исследованиях быстропротекающих процессов и для высокочастотной (до 10 в 9 степени Гц) модуляция оптических сигналов. Применение эффекта дает хорошие результаты и в том случае, когда требуется безинерционная пространственная модуляция света (отклонение луча, его расщепление и т.п.). Взаимосвязь через эффект Керра двух полей - электрического и оптического - позволяет применять его для дистанционного измерения электрических величин оптическими методами. Еще два примера применения эффекта Керра: А.с. 235 350: Оптическая система с управляемым фокусным расстоянием, отличающийся тем, что с целью безинерционного изменения фокусного расстояния она выполнена в виде цилиндрического рабочего тела из вещества, обладающего электрооптическим эффектом, помещенного внутрь, например, шестипольного конденсатора, электрическое поле которого создает такое распределение показателя преломления в веществе рабочего тела, что падающий на его торец параллельный пучок света собирается в фокусе, положение которого на оси системы зависит от приложенного конденсатору напряжения. А.с. 464 792: Устройство для измерения температуры содержащее источник света, пластины из матированного прозрачного материала, пространство между которыми заполнено жидкостью с близким пластинам показателем преломления и различным по знаку или величине температурным коэффициентом показателя преломления, отличающееся тем, что с целью расширения диапазона измерений, в него введены, прозрачные электроды, выполненные, например, на основе пленок окиси олова, нанесенные снаружи на пластины, подключенные к источнику питания, а в качестве жидкости заполняющей пространство между пластинами использован нитробензол. Значительным квадратичным электрооптическим эффектом обладают и некоторые кристаллы (КТ Ват) А.с. 497 547: Способ углового отклонения светового луча, преломленного на границе раздела двух сред путем изменения показателя преломления одной или обеих сред с использованием электрооптического эффекта, отличающийся тем, что с целью управления углом отклонения, достижения при малой инерционности и быстродействия плоско-поляризованный луч света направляют на кристаллы, которые размещают в переменном по знаку и величине электростатическом поле и ориентируют таким образом, что главные оси сечений их оптических индикаторисс нормальными к лучу плоскостными совпадают с направлениями колебаний поляризованного света и изменяются на разные по знаку величины при наложении электростатического поля на оба кристалла.
Эффект Керра, вызванный электрическим полем световой волны называется
высокочастотным. Он проявляется в том, что для мощного излучения показатель
преломления жидкости зависит от
интенсивности света, т.е. среда становится нелинейной, что для интенсивных лазерных пучков
приводит к самофокусировке.
Пояснение.
Если свет является таким же излучением, как и
электрический ток, то в среде, где он явно притормаживается, происходит его
втягивание в поток излучения от
минусовой пластины к плюсовой конденсатора. Т.е. в
жидкости происходит изгибание светового потока в сторону положительной
пластины.
То же мы наблюдаем и с катодными лучами. Величина
отклонения зависит от материала, температуры и обязательно должна зависеть от
давления. Ну и само собой от разницы потенциалов.
Фатьянов А.В. Спб