克爾電光效應(yīng)旋光現(xiàn)象

1、克爾電光效應(yīng)克爾電光效應(yīng)旋光現(xiàn)象旋光現(xiàn)象 用人工的方法使某些非晶體物質(zhì)呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。用人工的方法使某些非晶體物質(zhì)呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。1. .光彈效應(yīng)光彈效應(yīng)機(jī)械應(yīng)力使非晶體產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。機(jī)械應(yīng)力使非晶體產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。2. .電光效應(yīng)電光效應(yīng)-克爾效應(yīng)克爾效應(yīng)在電場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。在電場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。3. .磁光效應(yīng)磁光效應(yīng)-法拉第效應(yīng)法拉第效應(yīng)在磁場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。在磁場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。 光彈現(xiàn)象光彈現(xiàn)象20IM M0INEo oFF透明的各向同性介質(zhì)在機(jī)械應(yīng)力作用下，顯示出光透明的各向同性介質(zhì)在機(jī)械應(yīng)力作用下，顯示出光學(xué)上的各向異性，與學(xué)上

2、的各向異性，與OO為光軸的雙折射類似，這種為光軸的雙折射類似，這種現(xiàn)象叫做光彈效應(yīng)。現(xiàn)象叫做光彈效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，在一定脅強(qiáng)強(qiáng)范圍內(nèi)：實(shí)驗(yàn)表明，在一定脅強(qiáng)強(qiáng)范圍內(nèi)：SFknnoe)(S為材料為材料 E受力的面積。受力的面積。 為脅強(qiáng)光學(xué)系數(shù)為脅強(qiáng)光學(xué)系數(shù)k現(xiàn)已成為光測彈性學(xué)基礎(chǔ)?，F(xiàn)已成為光測彈性學(xué)基礎(chǔ)。 克爾效應(yīng)克爾效應(yīng)某些各向同性的透明介質(zhì)（如非晶體和液體），在外某些各向同性的透明介質(zhì)（如非晶體和液體），在外電場的作用下，顯示出雙折射現(xiàn)象，稱為克爾效應(yīng)。電場的作用下，顯示出雙折射現(xiàn)象，稱為克爾效應(yīng)。當(dāng)外電場撤消時，這種性質(zhì)立即消失，因此，也稱當(dāng)外電場撤消時，這種性質(zhì)立即消失，因此，也稱為電致雙

3、折射現(xiàn)象。為電致雙折射現(xiàn)象。光軸沿電場強(qiáng)度的方向光軸沿電場強(qiáng)度的方向M M0I20IN+ -cc2)(klEnnloe兩光通過厚度為兩光通過厚度為 的液體時，光程差為：的液體時，光程差為：l, 2, 1, 0212)(2kkklEnnloe若入射光的線偏振方向與外電場方向成若入射光的線偏振方向與外電場方向成450角，且角，且M與與N偏振方向相互垂直，調(diào)節(jié)電壓使其發(fā)生相長干涉，則有：偏振方向相互垂直，調(diào)節(jié)電壓使其發(fā)生相長干涉，則有： 若去掉盒內(nèi)電場，則沒有光從若去掉盒內(nèi)電場，則沒有光從N透出。整個系統(tǒng)透出。整個系統(tǒng)起起“光開關(guān)光開關(guān)”的作用。的作用。 通過控制外加電壓，可調(diào)節(jié)輸出的光脈沖的長短通

4、過控制外加電壓，可調(diào)節(jié)輸出的光脈沖的長短和頻率，把電訊號轉(zhuǎn)變成光訊號。由于光電效應(yīng)幾乎和頻率，把電訊號轉(zhuǎn)變成光訊號。由于光電效應(yīng)幾乎沒有慣性，電訊號的控制速度可達(dá)沒有慣性，電訊號的控制速度可達(dá)10-9 m/s?！肮忾_光開關(guān)關(guān)”,“光調(diào)制器光調(diào)制器”“”“光斷續(xù)器光斷續(xù)器”有極快的速度啟閉光有極快的速度啟閉光路或調(diào)制光強(qiáng)，目前廣泛應(yīng)用于高速攝影、電影、電路或調(diào)制光強(qiáng)，目前廣泛應(yīng)用于高速攝影、電影、電視和激光通訊等許多領(lǐng)域。視和激光通訊等許多領(lǐng)域。 在電場、磁場中，材料光學(xué)性質(zhì)的研究，在實(shí)在電場、磁場中，材料光學(xué)性質(zhì)的研究，在實(shí)際應(yīng)用中有著廣闊的前景。際應(yīng)用中有著廣闊的前景。 線偏光通過某些透明介

5、質(zhì)后，它的電振動方向?qū)⒕€偏光通過某些透明介質(zhì)后，它的電振動方向?qū)⒗@著光的傳播方向旋轉(zhuǎn)過某一角度繞著光的傳播方向旋轉(zhuǎn)過某一角度 ，稱為旋光現(xiàn)象。，稱為旋光現(xiàn)象。這種介質(zhì)稱為旋光物質(zhì)。如石英、糖、酒石酸鉀鈉等。這種介質(zhì)稱為旋光物質(zhì)。如石英、糖、酒石酸鉀鈉等。MNFF 為濾色片；為濾色片；M為起偏器；旋光物體放在兩個正交的偏振片為起偏器；旋光物體放在兩個正交的偏振片M與與N之間，之間，將會看到視場由原來的零變亮，把檢偏器將會看到視場由原來的零變亮，把檢偏器 N 旋旋轉(zhuǎn)一個角度，又可得到零視野。轉(zhuǎn)一個角度，又可得到零視野。CC是旋光物質(zhì)，例如是晶面與光軸垂直的石英片是旋光物質(zhì)，例如是晶面與光軸垂直的石

6、英片在迎光矢量圖上，電矢量振動方向逆時針方向旋轉(zhuǎn)在迎光矢量圖上，電矢量振動方向逆時針方向旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)，稱為左旋偏振光；反之為右旋偏振光的物質(zhì)，稱為左旋偏振光；反之為右旋偏振光。實(shí)驗(yàn)證明：振動面旋轉(zhuǎn)的角度實(shí)驗(yàn)證明：振動面旋轉(zhuǎn)的角度 與材料的厚度與材料的厚度d、濃度濃度C 以及入射光的波長以及入射光的波長 有關(guān)。有關(guān)。d對于固體：對于固體：定義定義 為旋光系數(shù)，它是入射光波長的函數(shù)為旋光系數(shù)，它是入射光波長的函數(shù)dC對于液體：對于液體：式中式中C為溶液的濃度。為溶液的濃度。把磁性物質(zhì)的樣品，放在兩個正交的偏振片之間，沿把磁性物質(zhì)的樣品，放在兩個正交的偏振片之間，沿光傳播方向加磁場光傳播方向加磁場 B，則發(fā)現(xiàn)線偏光通過樣品后，振則發(fā)現(xiàn)線偏光通過樣品后，振動面旋轉(zhuǎn)過一個角度動面旋轉(zhuǎn)過一個角度 ，實(shí)驗(yàn)表明：，實(shí)驗(yàn)表明：VlBV叫做費(fèi)爾德叫做費(fèi)爾德(Verdet)系數(shù)。系數(shù)。 MN稱為磁致旋光現(xiàn)象稱為磁致旋光現(xiàn)象。B 當(dāng)線偏光沿磁場方向通過磁光物質(zhì)時，在迎光當(dāng)線偏光沿磁場方向通過磁光物質(zhì)時，在迎光矢量圖上電振動方向右旋，當(dāng)反射光逆磁場通過時，矢量圖上電振動方向右旋，當(dāng)反射光逆磁場通過時，電振動方向左旋。所以，如果線偏光往返兩次通過電振動方向左旋。所以，如果線偏光往返兩次通過磁光物質(zhì)，振動面旋轉(zhuǎn)過磁光物質(zhì)，振動面旋轉(zhuǎn)過2 2