Language
Country/Area
No result found
光と電気のシンフォニー: ケル効果は私たちの視覚世界をどのように変えるのでしょうか?
二次電気光学効果としても知られるケル効果は、電場が印加されたときに材料の屈折率が変化する現象を指します。ポッケルス効果とは異なり、ケル効果における屈折率の変化は電場の二乗に比例します。すべての物質がケル効果を経験しますが、一部の液体はより強い反応を示します。この現象は 1875 年にスコットランドの物理学者ジョン ケルによって初めて発見されました。ケル効果では通常、ケル電気光学効果 (DC ケル効果) と光学ケル効果 (AC ケル効果) の 2 つの特殊なケースが考慮されます。
カイルの稲妻エフェクト
DC カイル効果としても知られるカイル電気光学効果は、ゆっくりと変化する外部電場が適用されると、材料が複屈折になり、その方向に平行な光と垂直な光に対して異なる屈折率を持つことを意味します。電界。
この屈折率の違いにより、光が電場の方向に対して垂直に入射したときに、材料が波長板のように機能して光を変調することができます。
材料が 2 つの交差した直線偏光子の間に配置される場合、電場がオフのときは光は通過しませんが、最適な電場値ではほぼすべての光が透過します。ケル定数の値が高いほど、より小さい電界を印加しても完全な透明性が得られることを意味します。ニトロトルエンやニトロベンゼンなどの一部の極性液体は非常に大きなケル定数を示すため、これらの液体で満たされたケルセルは、電場の変化に非常に迅速に応答し、最大 10 の周波数で光を変調できるため、光の変調に非常に適しています。 GHz。
光学ケル効果
AC ケル効果としても知られる光学ケル効果は、光自体によって引き起こされる電場の変化であり、その結果屈折率が変化し、光の局所的な照明強度に比例します。
この屈折率の変化は、自己集束、自己位相変調、変調不安定性の非線形光学効果の原因となり、ケル レンズ モデル ロックの基礎を形成します。
光学的なケル効果は、レーザー ビームなどの非常に強いビームの場合にのみ顕著になります。この効果は、マルチモード光ファイバーのモード結合を動的に変化させることも観察されており、この技術は、全光スイッチング機構、ナノフォトニックシステム、および低次元光センサーデバイスへの応用の可能性を示しています。
磁気光学ケル効果
磁気光学ケル効果 (MOKE) は、磁化された物質から反射される光の偏光面がわずかに回転することを意味します。これはファラデー効果に似ていますが、光の偏光面が透過中に回転するという特徴があります。
理論的根拠
DC カイル効果
非線形材料では、電気分極は電場の変化に依存します。この依存性は、一連の電界成分を通じて表現できます。
重大なケル効果を持つ材料の場合、偶数次の項の寄与が材料の反転対称性によって通常は相殺されるため、3 次の非線形電気感度成分が非常に重要になります。
この理論的知識は、ケル効果を理解して適用するための強固な基盤を提供し、さまざまな光学デバイスの設計に広く使用されています。
AC カイル効果
光ケル効果では、外部電場の関与なしに、強い光ビーム自体が変調に必要な電場を提供できます。光波の相互作用によって生じる屈折率変化には強力な光線が伴い、大きな屈折率変化を引き起こすにはかなりの光強度が必要です。
セルフフォーカシング効果はこの効果の現れですが、光強度が非常に高い場合、多光子のイオン化により光ビームが変動します。
終了
テクノロジーが進歩し続けるにつれて、ケル効果は私たちの視覚世界を変え、光学機器に革命をもたらす可能性があります。オプトエレクトロニクスの将来とそれがもたらす可能性についての準備はできていますか?
