Электрооптические и магнитооптические эффекты

Электрооптические и магнитооптические эффекты
Внешние поля изменяют оптические свойства вещества – это и есть ЭО и МО эффекты. Связано это с тем, что  и  изменяют симметрию кристалла, а следовательно, и его оптические свойства.
Например, оптически однородные кристаллы могут стать анизотропными.
В кристалле относительная диэлектрическая проницаемость  и коэффициент преломления п - тензоры, т.е. имеют разные значения вдоль разных осей. Электрическое поле меняет величины компонент, и если это изменение ~ , то это – линейный электрооптический эффект, если ~ - квадратичный электрооптический эффект.
Линейный ЭО – эффект Поккельса.
Квадратичный ЭО – эффект Керра.
Оба они обладают малой инерционностью и используются для модуляции и отклонения света.
В частности, эффект Керра (1875 г.) выражается в появлении двойного лучепреломления у изотропного вещества, помещенного в однородное электрическое поле. (Это в основном жидкие диэлектрики, а также некоторые кристаллы).
Двойное лучепреломление – разделение света на две взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты. Оно обычно наблюдается у анизотропных веществ. В данном случае анизотропия создается искусственно, с помощью электрического поля. Один луч поляризован параллельно полю, другой перпендикулярно.
Для модуляции света используют ячейку Керра с жидким наполнителем – нитробензолом или сероуглеродом.
Плоскость поляризации П перпендикулярна А и свет не проходит. Но при > 0 свет становится эллиптически поляризованным, а следовательно частично проходит сквозь анализатор.
Инерционность системы мала (10^-9 ÷ 10^-12 с) и свет можно модулировать до f ≈ сотен МГц.
Недостаток – большие потери света.
Электрическое поле поворачивает плоскость поляризации света в твердых диэлектриках (эффект Поккельса). Эффект Поккельса это изменение показателя преломления пропорционально напряженности поля. Наблюдается у пьезоэлектриков.
Вещества:KDP – дигидрофосфат калия; ADP – дигидрофосфат аммония.
Поле направляют вдоль оптической оси кристалла (продольный эффект Поккельса). (Бывает и поперечный – поле перпендикулярно оси).
Малая инерционность, малые нелинейные искажения, малые потери света, малые затраты мощности на модуляцию, широкий спектральный диапазон.
Модуляцию можно делать с частотой до 10¹³ Гц.
Внешнее магнитное поле также меняет оптические характеристики вещества. Здесь тоже есть линейный и квадратичный эффекты. Наиболее сильным линейным эффектом является эффект Фарадея, который заключается в повороте плоскости поляризации света в веществе, когда свет распространяется вдоль вектора напряженности магнитного поля.
Угол поворота плоскости поляризации пропорционален длине образца l и индукции поля В₀.

V – постоянная Верде́ (≈ 10 град/Тл · см, т.е. нужны сильные магнитные поля). V = f (вещества, ω, Т).
Может использоваться для модуляции света (правда реже, чем эффект Керра, т.к. управлять магнитным полем сложнее, требуется большие Н, получаются большие потери света).