Kerreffect
Rond 1875 ontdekte de Schot John Kerr hoe de polariserende eigenschappen van een medium veranderen, als reactie op een extern aangelegd elektrisch veld. Dit (electro-optisch) Kerr-effect -ook QEO (quadratic electro-optic effect)- berust op het verschijnsel dat diëlectrica bij diëlektrische polarisatie dubbelbrekend worden, de brekingsindex van de stof verandert, en wordt dan afhankelijk van de polarisatierichting van de invallende golf, het medium wordt anisotroop.
Alle stoffen vertonen het Kerr-effect, maar sommige polaire vloeistoffen met name 2-nitrotolueen (C7H7NO2) en nitrobenzeen (C6H5NO2) vertonen het effect in veel sterkere mate. De mate waarin een diëlektricum het Kerr-effect vertoont komt tot uitdrukking de stofconstante K. De waarde van K voor water is ongeveer 9,4×10−14 m/V2, die van nitrobenzeen circa 4,4×10−12 m/V2.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen het DC (of elektro-optisch) Kerr-effect waarbij een extern veld het effect bewerkstelligd, en het AC (of optisch) Kerr-effect waarbij het elektrisch veld van de invallende golf zelf het effect veroorzaakt.
Het DC Kerr-effect
Het DC Kerr-effect wordt gebruikt in de zogenaamde Kerrcel waarvan -samen met twee polarisatiefilters- de lichtdoorlatendheid ingesteld kan worden met behulp van een elektrische spanning. Het DC Kerr-effect is voornamelijk evenredig met het kwadraat van de elektrische veldsterkte.
Voor media met weinig interne symmetrie (amorfe stoffen, vloeistoffen) verandert de brekingsindex in de richting van het veld, de grootte ervan wordt :
- ,
waarin de golflengte van het licht voorstelt, en vector E de elektrische veldsterkte.
Het AC Kerr-effect
Het AC Kerr-effect geeft aanleiding tot een scala van verschijnselen als solitonvorming en de zelffocussering van bundels met een gaussische intensiteitsverdeling. Dit AC effect treedt pas in aanzienlijke mate op bij zeer hoge bundelintensiteiten (in de orde van 1 GW/cm2).
Zie ook
- het magneto-optisch Kerr-effect.
- het -lineaire- effect van Pockels.