Language
Country/Area
No result found
Симфония света и электричества: как эффект Келла меняет наш визуальный мир?
Эффект Келла, также известный как вторичный электрооптический эффект, относится к явлению, при котором показатель преломления материала изменяется при приложении электрического поля. В отличие от эффекта Поккельса, изменение показателя преломления при эффекте Келла пропорционально квадрату электрического поля. Хотя эффект Келла испытывают все материалы, некоторые жидкости демонстрируют более сильную реакцию. Это явление было впервые обнаружено в 1875 году шотландским физиком Джоном Келлом. В эффекте Келла обычно рассматривают два особых случая: электрооптический эффект Келла (эффект Келла постоянного тока) и оптический эффект Келла (эффект Келла переменного тока).
Эффект молнии Кайла
Электрооптический эффект Кайла, также известный как эффект Кайла постоянного тока, означает, что при приложении медленно меняющегося внешнего электрического поля материал становится двойным лучепреломлением и имеет разные показатели преломления для света, параллельного и перпендикулярного направлению света. электрическое поле.
Эта разница в показателе преломления позволяет материалу действовать как волновая пластина, модулируя свет, когда свет падает перпендикулярно направлению электрического поля.
Если материал поместить между двумя скрещенными линейными поляризаторами, при выключенном электрическом поле свет не пройдет, тогда как при некотором оптимальном значении электрического поля почти весь свет будет пропущен. Более высокое значение постоянной Келла означает, что полная прозрачность может быть достигнута при меньшем приложенном электрическом поле. Некоторые полярные жидкости, такие как нитротолуол и нитробензол, обладают очень большими константами Келла, что делает ячейки Келла, заполненные этими жидкостями, очень подходящими для модуляции света, поскольку они очень быстро реагируют на изменения электрического поля и могут модулировать свет на частотах до 10 ГГц.
Эффект оптического Келла
Оптический эффект Келла, также известный как эффект Келла переменного тока, представляет собой изменение электрического поля, вызванное самим светом, которое приводит к изменению показателя преломления и пропорционально локальной интенсивности освещения светом.
Это изменение показателя преломления отвечает за нелинейные оптические эффекты самофокусировки, автофазовой модуляции и нестабильности модуляции, а также формирует основу для блокировки модели линзы Келла.
Оптический эффект Келла существенен только при использовании очень интенсивных лучей, таких как лазерные лучи. Этот эффект также наблюдался при динамическом изменении связи мод в многомодовых оптических волокнах, и этот метод показывает потенциальные применения в полностью оптических переключающих механизмах, нанофотонных системах и устройствах с низкоразмерными датчиками света.
Магнитооптический эффект Келла
Магнитооптический эффект Келла (MOKE) означает, что свет, отраженный от намагниченного материала, имеет слегка повернутую плоскость поляризации. Это похоже на эффект Фарадея, но характеризуется тем, что плоскость поляризации света вращается во время передачи.
Теоретическая основа
Эффект Кайла из округа Колумбия
В нелинейных материалах электрическая поляризация зависит от изменения электрического поля. Эту зависимость можно выразить через ряд компонент электрического поля.
Для материалов со значительным эффектом Келла нелинейная компонента электрической чувствительности третьего порядка очень важна, поскольку вклад членов четного порядка обычно нивелируется инверсионной симметрией материала.
Эти теоретические знания обеспечивают прочную основу для понимания и применения эффекта Келла и широко используются при проектировании различных оптических устройств.
Эффект AC Кайла
При оптическом эффекте Келла интенсивный световой луч сам по себе может создать электрическое поле, необходимое для модуляции, без участия внешнего электрического поля. Изменение показателя преломления, вызванное взаимодействием световых волн, сопровождается интенсивным лучом света, требующим значительной интенсивности света, чтобы вызвать значительные изменения показателя преломления.
Проявлением этого эффекта является эффект самофокусировки. Однако при чрезвычайно высокой интенсивности света световой луч будет колебаться из-за многофотонной ионизации.
Конец
Поскольку технологии продолжают развиваться, эффект Келла может изменить наш визуальный мир и произвести революцию в оптическом оборудовании. Готовы ли вы к будущему оптоэлектроники и возможностям, которые оно открывает?
