
【化】 Kerr effect
【計】 kerr
effect
【醫】 effect
克爾效應(Kerr effect)是電介質材料在外加電場作用下折射率發生變化的物理現象,由蘇格蘭物理學家約翰·克爾于1875年首次發現。該效應分為直流克爾效應(DC Kerr effect)和交流克爾效應(AC Kerr effect或光學克爾效應)兩類。
在直流克爾效應中,材料折射率與外加靜電場強度的平方成正比,數學表達式為:
$$
Delta n = lambda K E
$$
其中$Delta n$為折射率變化,$lambda$為光波長,$K$為克爾常數,$E$為電場強度。此現象常用于電光調制器和高速光開關。
交流克爾效應則表現為材料折射率隨光波自身電場強度瞬時變化,滿足公式:
$$
n(I) = n_0 + n_2 I
$$
$n_0$為線性折射率,$n_2$為非線性折射率系數,$I$為光強。該效應是超快激光脈沖傳輸和非線性光學研究的核心機制。
克爾效應在現代技術中具有重要應用,例如:
權威參考文獻:
克爾效應(Kerr effect)是一種與電場相關的光學現象,指物質在外加電場作用下折射率發生變化的現象。以下從定義、分類、原理及應用等方面進行詳細解釋:
特性 | 克爾效應 | 泡克爾斯效應 |
---|---|---|
電場關系 | $Delta n propto E$ | $Delta n propto E$ |
材料類型 | 液體、非晶體 | 無對稱中心的晶體 |
響應速度 | 更快(皮秒級) | 較慢(納秒級) |
如需更深入的技術細節(如相位差公式$delta = frac{2pi B L E}{lambda_0}$推導),可參考實驗物理教材或相關論文。
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