Efecto eletroóptico a la variación que sufre el índice de refracción de un medio al aplicarle un campo eléctrico. La aplicación de un campo eléctrico sobre la materia causa la dislocación de las cargas que en ella existen, produciendo dipolos o reorientando los ya existentes. En cualquier caso, el campo eléctrico induce en el material unaanisotropía o modifica la que pudiera existir anteriormente. En concreto, la aplicación de un campo estático modifica el tensor dieléctrico y con ello los índices de refracción, y, por tanto, elipsoide de los índices que es quien define el tipo de anisotropía en el medio. Si el campo aplicado es oscilante, se pueden producir en el medio, aparte de la perturbación de la anisotropía óptica, resonancias mecánicas sincronizadas con los modos mecánicos del sólido.
EFECTO POCKELS
Este efecto recibe su nombre en honor al físico alemán Friedrich Carl Alwin Pockels (1865-1913), quién lo estudió en profundidad durante 1893 y descubrió que la birrefringencia
inducida en ciertos materiales cristalinos era linealmente proporcional a la intensidad del campo eléctrico aplicado.
También llamado
efecto electroóptico lineal, es en realidad un caso particular de la ecuación de segundo orden (no lineal) de la interacción del campo eléctrico y el cristal
(ecuación 1.4), resultante de despreciar el tercer término frente al segundo, por lo que queda:
 | (1.5) |
que es una función lineal con el campo aplicado (Figura 1.1). Expresando ahora la variación del índice de refracción:
 | (1.6) |
El material que cumple estas especificaciones se conoce como una
medio Pockels o más comúnmente una
celda Pockels.
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Figura 1.1
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La ecuación (1.5) depende no sólamente de los valores del campo y del índice de refracción, sino también de un coeficiente r denominado coeficiente Pockels o coeficiente electroóptico lineal, dado en m/V. Este coeficiente no es único para un cristal: existen varios y son las componenetes de una matriz que relaciona los incrementos del índice de refracción con el campo eléctrico aplicado, y dependen de las distintas disposiciones cristalinas de los materiales.
Por ejemplo, un cristal del tipo 42 m como puede ser el ADP o el KDP, tendrá una matriz de coeficientes de 6x3, aunque en realidad sólo dos de ellos, el r63 y r41, son aplicables, siendo nulas el resto de las componentes de la matriz debido a razones geométricas del propio cristal (Figura 1.2).
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Figura 1.2
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Para facilitar la comprensión en lo que sigue, no se utilizará el cálculo matricial para la explicación teórica, sino una aplicación directa de las ecuaciones básicas. A continuación se muestran unas tablas con los valores de los coeficientes electroópticos lineales para los cristales más característicos (Figura 1.3).
El efecto Pockels aparece sólamente en cristales no centrosimétricos, debido a su propia definición lineal, lo que significa que la variación en el índice de refracción Dn es distinta en función de la dirección del campo existente. Esto se refleja claramente en la Figura (1.1): los valores de n a la izquierda del eje de ordenadas son distintas a los que se encuentran a la derecha, aún para un valor absoluto de campo ïE1ï idéntico.
Los materiales más ampliamente utilizados para la producción de células Pockels son:
| a) el LiNbO3 y el LiTaO3 del sistema trigonal |
| b) el BaTiO3, KDP (KH2PO4) y el ADP (NH4H2PO4) del sistema tetragonal |
| c) el GaAs, InAs, CdTe, BSO (Bi12SiO20) del sistema cúbico |
En la práctica, el cambio lineal del índice de refracción obtenido a temperatura ambiente con campos eléctricos del orden de los 20 kV/cm es únicamente de 10-4, valor muy pequeño aunque suficiente en aplicaciones reales para producir retardos del orden de la longitud de onda, consiguiéndose fenómenos de interferencia que son utilizados, por ejemplo, para modular la fase e intensidad de la luz.
A pesar de que no llegaron a obtenerse cristales adecuados hasta la década de los 40, hoy en día las celdas Pockels son las que tienen una mayor difusión comercial para el desarrollo de dispositivos electroópticos: no presentan los inconvenientes de sustancias como el benceno o el nitrobenceno (líquido venenoso y explosivo) que conforman las celdas Kerr, y tienen carácter lineal, lo que las ha convertido en materiales óptimos para la fabricación de componentes tales como:
 | lentes de focal variable (la distancia focal es una función de n) |
| sistemas ópticos de barrido por desviación del haz emergente de un prisma |
| moduladores de intensidad |
| acopladores direccionales |
| fijadores de modo en dispositivos lásers, etc.
Definiciones Tecnología
Nombre chino: Eléctrico - Efectos de luz
Nombre Inglés: efecto electro-óptico
Definición: el campo eléctrico causado por el cambio en las propiedades ópticas del material de fenómeno.
La ciencia aplicada: electricidad (un sujeto); Teoría General (dos sujetos)
El contenido de arriba por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología anunció el Comité de Aprobación
El llamado efecto electro-óptico se refiere a cierto material transparente isotrópica en el campo eléctrico muestra anisotropía óptica del índice de refracción del material debido al fenómeno del cambio eléctrico campo aplicado. Efecto electro-óptico se aplica campo eléctrico, las propiedades ópticas del objeto cambios que se producen de forma colectiva. En comparación con la frecuencia de la luz, por lo general el campo eléctrico aplicado cambia muy lentamente con el tiempo.
Principio
En primer lugar, cuando un campo eléctrico al cristal líquido o más tarde, el índice de refracción del cristal líquido o cambios, este fenómeno se llama efecto electro-óptico. [1]
De cristal líquido efecto electro-óptico es su interferencia, dispersión, difracción, óptica, controlado por el campo de los fenómenos ópticos de absorción eléctricos. [2]
Explicación:
Ciertos cristales, en particular, un cristal piezoeléctrico, el campo eléctrico aplicado, el cambio de las propiedades anisotrópicas originales (por ejemplo, generado en una dirección a lo largo del eje óptico del efecto original birrefringencia adicional), este efecto electro-óptico se conoce como la burbuja g Waals efecto. Pockels vigor y efecto Kerr, tiene las siguientes características:
a) Efecto de un cristal Pockels es generalmente medio transparente; [3]
b) Pockels efecto efecto electro-óptico lineal, causada por el efecto de la birrefringencia adicional de la luz y la diferencia de fase o de correo de intensidad de la luz del campo eléctrico aplicado (o voltaje) es proporcional a un cuadrado, y en el efecto Kerr, O , e dos diferencia de fase de la luz proporcional al cuadrado de la tensión aplicada, por lo que con la caja de Pockels en lugar de celda Kerr, es más adecuado para la producción del modulador óptico y otros dispositivos; [3]
c) cualquier Pockels cartucho de caja Bickel tensión aplicada deseada es mucho menor, el primero sólo el último 1/5 a 1/10 o menos, el uso es muy conveniente. [3]
En segundo lugar, el papel de los medios de comunicación, debido a los cambios del campo eléctrico provocados por el fenómeno conocido como efecto electro-óptico. Índice de refracción y el campo eléctrico se puede expresar como: n = n0 aE be2
Explicación:
Algunos medio transparente isotrópica bajo la acción del campo eléctrico aplicado, el cambio de las características de una sustancia cristalina anisotrópica uniaxial, lo que resulta en la birrefringencia, que se llama el efecto Kerr:
a) un efecto significativo Kerr es generalmente un medio líquido transparente; [3]
b) eje óptico de la dirección del campo de cristal uniaxial; [3]
c) causada por el efecto Kerr, diferencia de fase de la luz o e intensidad de la luz del campo eléctrico aplicado (o tensión) proporcional al cuadrado de la luz por el medio proporcional a la distancia, se puede expresar como: d = 2pklE2; [ 3]
d) la célula Kerr como una alta velocidad interruptores ópticos y moduladores ópticos, fotografía de alta velocidad, producción de vídeo y comunicaciones láser tan ampliamente utilizados. [3]
Detalles
Normalmente, el campo eléctrico induce cambios del índice de refracción expresado por la siguiente fórmula: n = n0 AE0 BE02 ...... donde a y b son constantes, n0 es el índice de refracción E0 = 0. Causada por el primario AE0 efecto clave de cambio en el índice de refracción, llamado un efecto electro-óptico, también conocido como el efecto electro-óptico lineal o Pockels Pockels efecto descubierto en 1893. BE02 causada por los efectos cuadráticos plazo del cambio en el índice de refracción, llama el efecto electro-óptico cuadrática o efecto Kerr, fue descubierto en 1875 Kerr. A partir de la ecuación anterior, un efecto electro-óptico no sólo en el centro de simetría del cristal, y el segundo efecto electro-óptico pueden estar presentes en todo el dieléctrico. En la ausencia de un centro de simetría en la clase de cristal de 20 especies, además de un efecto electro-óptico, sino también la presencia de la segunda efecto electro-óptico, pero el último es muy pequeño en comparación con el anterior está por lo general no se considera. [5]
Efecto Kerr tiene medio transparente significativo es generalmente un líquido, tal como nitrobenceno (C6H5NO2), dinitrotolueno (C7H7NO2) y así sucesivamente. Estas moléculas líquidas isotrópicas es anisotrópica, en un campo eléctrico suficientemente fuerte, para la disposición ordenada de moléculas, lo que resulta en un conjunto mostró eje óptica anisotrópica y la dirección del campo eléctrico. [3]
Kerr efecto observado en el mapa es una vista esquemática del aparato. Figura nitrobenceno K se llena de líquido celular Kerr, se coloca en dos direcciones ortogonales a través de la vibración entre polarizadores, K de manera que los extremos de la luz a través de la ventana transparente, el cartucho en la dirección de propagación de la luz una dirección perpendicular a dos placas de metal paralelas con un electrodo. Luz monocromática paralelo Natural a través del polarizador en luz linealmente polarizada después de M, el poder no está activada, el fenómeno de la birrefringencia muestra líquida isotrópica, por lo que no se emite luz desde el polarizador N. Cuando la cámara está encendida, el cuadro de Kerr en el líquido por el campo eléctrico entre los electrodos se convierte en un efecto anisotrópico, para que la luz linealmente polarizada en la que se produce la descomposición birrefringencia o la luz y la luz e. Los experimentos muestran que por Kerr e cuadro de la luz o es la diferencia de fase entre el campo de luz de intensidad E es proporcional al tamaño del cuadrado es proporcional a la anisotropía óptica del líquido en la distancia a través del cual l,
A saber:
Donde k es un factor de proporcionalidad, llamado la constante de Kerr. [3]
Se utilizan normalmente cuando dos placas de polarización de modo que la dirección del campo eléctrico a través del ángulo de vibración de 45 °. Al ajustar la tensión de la d = p, la célula Kerr es equivalente a una placa de media onda, tendrá una intensidad de luz máxima a través del analizador N. Cuando la tensión en este valor entre cero transformada, célula Kerr óptico puede conducir a, roto, se puede utilizar como conmutadores electro-ópticos. Si los electrodos de la celda Kerr en contacto con el voltaje de la señal de modulación, N a través del analizador óptico con los cambios de voltaje de señal que producen cambios, cuando la célula Kerr es un modulador óptico. Dado que el efecto Kerr es casi no hay tiempo de retardo, ya que el campo eléctrico externo es el tiempo de respuesta muy corto de hasta 10 s. [3]
Otro efecto electro-óptico es el efecto Pockels, que ciertos cristales bajo la acción del campo eléctrico aplicado cambia la naturaleza anisotrópica de la original. Por ejemplo, dihidrógeno fosfato de potasio (KH2PO4, denominado PDK) cristales originalmente cristal uniaxial, el campo eléctrico en un cristal biaxial, por lo que produce a lo largo de la dirección original del eje óptico de un efecto de la birrefringencia adicional. Pockels efecto efecto electro-óptico lineal, es decir, diferencia de fase birrefringencia adicional causada por el campo eléctrico aplicado es proporcional a un cuadrado. En las mismas condiciones, se necesita cartucho de Pockels Kerr tensión aplicada celular es de 1/5 ~ 1/10, por lo que en los últimos años han sido gradualmente Kerr cuadro de Pockels celda en lugar. Fosfato de potasio deuterado (KD2PO4, denominado PDK) cristales han mejorado considerablemente el rendimiento de PDK para el cartucho Pockels puede reducir aún más la tensión. [3] |
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