Efecte Kerr
El efecte Kerr, també cridat efecte electro-òptic quadràtic (QEO), és una birrefringencia creada en un material per un camp elèctric exterior. Va ser descobert en 1875 pel físic escocés John Kerr, i es caracterisa per l'existència de dos índexs de refracció diferents: un fes lluminós es dividix en dos fas quan penetra en este material.[1][2][3] Els fenomens físics responsables d'este efecte en la matèria poden ser, depenent del material, la electroestricción, efecte fotorrefractivo i l'orientació molecular, entre uns atres.
La birrefringencia creada, a diferència de la del efecte Pockels, varia segons el quadrat del camp elèctric aplicat. Els materials presenten en general un efecte Kerr molt dèbil, no obstant, alguns líquits presenten un efecte Kerr mesurable.
Descripció
[editar | editar còdic]Un camp elèctric aplicat a un material genera una birrefringencia en este material: la llum té un índex de refracció diferent segons la seua polarisació siga ortogonal o paralela al camp. La diferència entre estos dos índexs val:
___MATH_0___
a on:
- λ és la llongitut d'ona de la llum,
- K és la constant de Kerr i
- I és l'amplitut del camp elèctric.
Teoria quantitativa
[editar | editar còdic]La teoria quantitativa dels gasos va ser construïda per Langevin en 1910.
El paràmetro de la substància que caracterisa l'efecte Kerr en una substància donada és la susceptibilitat de tercer orde, ya que l'efecte és proporcional a la força del camp elèctric a la tercera potència (en l'equació anterior, el camp elèctric adicional és el camp elèctric de l'ona de llum).
Efecte electroóptico de Kerr
[editar | editar còdic]l'efecte electroóptico de Kerr, o efecte DC Kerr, és el cas especial en el que s'aplica un camp elèctric extern que varia llentament, per eixemple, per mig d'un voltage en els electrodos a través del material de mostra. Baixe esta influència, la mostra es torna birrefringente, en diferents índexs de refracció per a la llum polarisada paralela o perpendicular al camp aplicat. La diferència en l'índex de refracció, Δn, està donada per:
___MATH_1___
a on λ és la llongitut d'ona de la llum, K és la constant de Kerr i I és la força del camp elèctric. Esta diferència en l'índex de refracció fa que el material actue com una placa d'ones quan la llum incidix sobre ell en una direcció perpendicular al camp elèctric. Si el material es coloca entre dos polarisadors llineals "creuats" (perpendiculars), no es transmetrà llum quan s'apague el camp elèctric, mentres que casi tota la llum es transmetrà per a un valor òptim del camp elèctric. Els valors més alts de la constant de Kerr permeten conseguir una transmissió completa en un camp elèctric aplicat més menut.
Alguns líquits polars, com el nitrotolueno (C7 H7 NO2 ) i el nitrobenceno (C6 H5 NO2 ) exhibixen constants de Kerr molt grans. Una cela de vidre ompli d'un d'estos líquits es diu cela de Kerr. Estos s'utilisen en freqüència per a modular la llum, ya que l'efecte Kerr respon molt ràpidament als canvis en el camp elèctric. La llum es pot modular en estos dispositius a freqüències de fins a 10 GHz. Degut a que l'efecte Kerr és relativament dèbil, una cela Kerr típica pot requerir voltages tan alts com 30 kV per a conseguir una transparència total. Açò contrasta en les celes de Pockels, que poden operar a voltages molt més baixos. Una atra desventaja de les cèlules de Kerr és que el millor material disponible, el nitrobenceno, és veríbaix. També s'han utilisat alguns cristalés transparents per a la modulació de Kerr, encara que tenen constants de Kerr més menudes.
En mijos que carixen de simetria d'inversió, l'efecte Kerr generalment està emmaixquerat per l'efecte Pockels molt més fort. No obstant, l'efecte Kerr encara està present i, en molts casos, es pot detectar independentment de les contribucions del efecte Pockels.[4]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Weinberger, P.. “John Kerr and his Effects Found in 1877 and 1878”. Philosophical Magazine Letters 88 (12): 897–907. doi:. Bibcode: 2008PMagL..88..897W.
- ↑ Kerr, John. “A new relation between electricity and light: Dielectrified mija birefringent”. Philosophical Magazine 50 (332): 337–348. doi:.
- ↑ Kerr, John. “A new relation between electricity and light: Dielectrified mija birefringent (Second paper)”. Philosophical Magazine 50 (333): 446–458. doi:.
- ↑ “Direct Kerr electro-optic effect in noncentrosymmetric materials” . Phys. Rev. A 82 (1). doi:. Bibcode: 2010PhRvA..82a3821M.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Efecto Kerr» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.