Оптика. Мартынова Г.П. - 131 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

компенсатор перед анализатором, можно измерить разность фаз. Оказыва-
ется, что разность фаз пропорциональна квадрату напряженности электри-
ческого поля:
,
~
2)(
2
2
ЕBlnnl
oe
π
λ
π
δ
=−=
где l – длина образца,
Е
~
– напряженность электрического поля, В – по-
стоянная Керра
. Постоянная Керра может быть положительной и отрица-
тельной в зависимости от агрегатного состояния среды, температуры и
структуры молекул.
Количественная теория эффекта Керра была дана П. Ланжевеном для
неполярных молекул и позже обобщена М. Борном для полярных (диполь-
ных) молекул. В общих чертах механизм возникновения анизотропии объ-
ясняется следующим образом. Хаотическое
расположение молекул обу-
словливает макроскопическую изотропию среды в отсутствие поля. Внеш-
нее поле индуцирует в молекуле дипольный момент, пропорциональный
полю. Возникающий момент сил стремится развернуть молекулу так, что-
бы максимальное направление поляризуемости совпало с направлением
поля. Такой
ориентационный механизм образования анизотропии приме-
ним к газам и в меньшей степени к жидкостям, где большую роль начина-
ют играть межмолекулярные взаимодействия. Еще сложнее процесс про-
текает в твердых телах, где ориентационные степени свободы молекул как
бы «заморожены». Фактически это уже нелинейные эффекты взаимодейст-
вия поля с веществом. Строгое теоретическое рассмотрение эффекта
Керра
может быть проведено лишь в рамках квантовой механики.
Очень важной особенностью является чрезвычайно малая инерцион-
ность эффекта Керра. Время релаксации составляет от 10
-11
до 10
-12
с. Это
нашло широкое применение при создании быстродействующих оптиче-
ских затворов и модуляторов света, необходимых для лазерной техники и
скоростной фотографии. Оптические затворы – это устройства для управ-
ления световым потоком: временного перекрытия и последующего про-
пускания в течение определенного промежутка времени. Например, в ме-
ханических оптических затворах перекрывание светового пучка
осуществ-
ляется механическим перемещением шторок, зеркал, призм и т. п.. Ско-
рость переключения таких затворов определяется инерцией подвижных
элементов и составляет обычно не менее 10
-4
с. В оптическом затворе, ра-
ботающем на основе эффекта Керра, для управления затвором можно, на-
пример, вместо электрического импульса использовать мощные поляризо-
ванные световые импульсы, оптически наводящие двулучепреломление.
Скорость переключения таких затворов очень высока (до 10
-13
с).
Если действовать на ячейку Керра вместо постоянного напряжения
переменным полем определенной частоты, то световой поток на выходе
прибора будет промодулирован по интенсивности с той же частотой. На

Страницы