
【化】 Kerr effect
【计】 kerr
effect
【医】 effect
克尔效应(Kerr effect)是电介质材料在外加电场作用下折射率发生变化的物理现象,由苏格兰物理学家约翰·克尔于1875年首次发现。该效应分为直流克尔效应(DC Kerr effect)和交流克尔效应(AC Kerr effect或光学克尔效应)两类。
在直流克尔效应中,材料折射率与外加静电场强度的平方成正比,数学表达式为:
$$
Delta n = lambda K E
$$
其中$Delta n$为折射率变化,$lambda$为光波长,$K$为克尔常数,$E$为电场强度。此现象常用于电光调制器和高速光开关。
交流克尔效应则表现为材料折射率随光波自身电场强度瞬时变化,满足公式:
$$
n(I) = n_0 + n_2 I
$$
$n_0$为线性折射率,$n_2$为非线性折射率系数,$I$为光强。该效应是超快激光脉冲传输和非线性光学研究的核心机制。
克尔效应在现代技术中具有重要应用,例如:
权威参考文献:
克尔效应(Kerr effect)是一种与电场相关的光学现象,指物质在外加电场作用下折射率发生变化的现象。以下从定义、分类、原理及应用等方面进行详细解释:
特性 | 克尔效应 | 泡克尔斯效应 |
---|---|---|
电场关系 | $Delta n propto E$ | $Delta n propto E$ |
材料类型 | 液体、非晶体 | 无对称中心的晶体 |
响应速度 | 更快(皮秒级) | 较慢(纳秒级) |
如需更深入的技术细节(如相位差公式$delta = frac{2pi B L E}{lambda_0}$推导),可参考实验物理教材或相关论文。
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