Керов ефекат

Из Википедије, слободне енциклопедије

Керов ефекат или квадратни електро-оптички ефекат (КЕО ефекат) је промена индекса преламања материјала под утицајем електричног поља. Ефекат се разликује од Покеловог по томе што је промена индекса преламања пропорционална квадтату поља (E2) уместо његовој величини (Е). Сви материјали показују Керов ефекат само што је он код већине толико мали да се може опазити тек врло прецизним мерењима. Ефекат је открио шкотски физичар Џон Кер (John Kerr) 1875.

Керов електро-оптички ефекат[уреди]

Керов електро-оптички ефекат или једносмерни Керов ефекат је специјални случај у којем се користи споро променљиво електрично поље, рецимо, настало применом напона преко електрода међу којима се налази посматрани материјали. Под утицајем примењеног поља материјал почиње двојно да прелама тј. индекс преламања постаје различит за светло поларизовано паралелно или нормално на правац деловања поља. Разлика у индексима преламања

Δn, је дата изразом

\Delta n = \lambda K E^2\ ,

где је λ таласна дужина светлости, К, Керова константа и Е јачина елетричног поља. Због ове разлике у индексима преламања материјал почиње да делује као таласна плочица када се осветли у правцу нормалном на правац поља. Када се материјал стави између два укрштена линеарна поларизатора, када је поље искључено светлост не пролази кроз поларизаторе. Међутим, када се поље укључи, због изазваног двојног преламања, светлост пролази кроз поларизаторе. Интензитет пропуштене светлости расте са Керовом константом, тј, са вешом Керовом константом потпуна трансмисија светлости може да се постигне са мањим електричним пољима.

Оптички Керов ефекат[уреди]

Теорија[уреди]

Једносмерни Керов ефекат[уреди]

Код нелинеарних материјала поље електричне поларизације Р зависи од елетричног поља Е:

 \mathbf{P} = \varepsilon_0 \chi^{(1)} \mathbf{E} + \varepsilon_0 \chi^{(2)} \mathbf{E E} + \varepsilon_0 \chi^{(3)} \mathbf{E E E} + \dots

где је ε0 пермитивност вакуума а χ(n) компонента n-тог реда електричне сусцептибилности средине. За линеарну средину значајан је само први члан једначине и поларизација линеарно зависи од електричног поља.

За материјале који показују Керов ефекат, значајан је трећи члан χ(3). Размотримо утицај збирног електричног поља Е које стварају светлосни талас фреквенције ω и спољашње електрично поље E0:

 \mathbf{E} = \mathbf{E}_0 + \mathbf{E}_\omega \cos(\omega t),
\mathbf{P} \simeq \varepsilon_0  \left(\chi^{(1)} + 3 \chi^{(3)} |\mathbf{E}_0|^2 \right) \mathbf{E}_\omega \cos(\omega 
t),
 \Delta n = \lambda_0 K |\mathbf{E}_0|^2,

Наизменични Керов ефекат[уреди]