杨正瓴
[打听] “泡克耳斯效应 Pockels effect”及其响应时间
2024-12-7 22:49
阅读:788

[打听] “泡克耳斯效应 Pockels effect”及其响应时间

                      

泡克耳斯效应: Pockels effect

克尔效应: optical Kerr effect

电光效应: electro-optic effect

                     

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图1  泡克耳斯 Friedrich Carl Alwin Pockels,1865-06-8 ~ 1913-08-29, 48。 大约1900 

https://digital.sciencehistory.org/works/ie5dlrr

                     

           

一、打听:“泡克耳斯效应 Pockels effect”及其响应时间

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196537&Type=bkzyb

   1875年J.克尔发现,某些各向同性的透明液体介质放在强电场中时(电场方向与光传播方向垂直)会产生双折射现象。效应正比于外加电场强度的二次方,弛豫时间很短(10-10s)。

   1893年F.泡克尔斯发现,某些单轴晶体在强电场中会变成双轴晶体,沿原来光轴方向传播的光会产生双折射现象,效应导致的光传播的附加相位差与外加电场强度的一次方成正比,后来称之为泡克尔斯效应(或线性电光效应)。

   泡克尔斯盒还可成为一个电光开关。当调制电压,泡克尔斯盒是关态。

   电光开关的响应时间可以达到纳秒的量级,

   克尔效应也可以应用到高速光开关盒调制器。

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196537&Type=bkzyb

                     

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14539-y

   “Owing to the extremely short response time (~ fs) of the Pockels effect 由于普克尔效应的响应时间极短(~fs)”

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14539-y

                     

二、用途:单向光速的测量

2.1  单向光速测量的一种原理

   “脉冲光”+“斐索齿轮法”。

                     

   具体些:

https://idea.cas.cn/zhhh/sxwlhxytw/wlx/info/2024/551076.html

   脉冲光的“有光”片段到达并通过“旋转齿轮”后,在合适的“脉冲光”周期和“齿轮合适转速”下:“有光”片段可能全部通过齿轮(光强检测出现极大值);“有光”片段可能全部被齿轮的齿牙遮挡(光强检测出现极小值)。哪种极值出现,与旋转齿轮的齿牙位置初值等有关。其余情况下,“有光”片段被部分遮挡。因此,只要检测到光强极值,即可。

                     

图1  斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性.jpg

图2 (a) 小图

                     

图1  斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性(大).jpg

图2 (b) 大图

图2  斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性

https://idea.cas.cn/cmsImg/202411/9641731979417567.jpg

https://idea.cas.cn/zhhh/sxwlhxytw/wlx/info/2024/551076.html

                     

2.2  “脉冲光”、“斐索齿轮法”的新技术实现,第一类:电光开关(泡克尔斯效应、克尔效应),飞秒激光

   (1)对于“连续”激光:可以用“电光开关”来实现“脉冲光”,以及“斐索齿轮”对光的遮挡。

   (2)直接用“飞秒激光”作为脉冲光”。用“电光开关”作为“斐索齿轮”对光的遮挡。

   当然是低功率的激光。

                     

   电光开关:可以用“电光效应/electro-optic effect”来实现,如“泡克尔斯(线性电光)效应”、“克尔效应(或二次电光效应)”来具体实现。

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196537&Type=bkzyb

            

                 

参考资料:

[1] 2023-02-10,电光效应/electro-optic effect/张颖,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196537&Type=bkzyb

[2] 2022-01-20,泡克耳斯效应/Pockels effect/初桂荫,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=132624&Type=bkzyb&SubID=95660

[3] 2022-01-20,电光晶体/electro-optical crystal/张怀金,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=55214&Type=bkzyb&SubID=64319

[4] 2023-07-20,太赫兹测量仪器/terahertz measurement instrument/姜万顺,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=420952&Type=bkzyb&SubID=205700

[5] 2023-03-15,光学克尔效应/optical Kerr effect/胡小永,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

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doi:  10.1038/s41467-020-14539-y

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14539-y

   Owing to the extremely short response time (~ fs) of the Pockels effect 

[9] 2024-05-16,光速/velocity of light/沈乃澂,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=156845&Type=bkzyb&SubID=95643

   1849年,法国物理学家A.H.L.斐索用旋转齿轮的方法,

   1926年,美国实验物理学家A.A.迈克耳孙用旋转镜法改进了斐索实验,他用了一个八面体的转镜,

   1952年,英国实验物理学家K.D.弗罗姆用微波干涉仪法测量光速值,

   1972年,美国标准局的K.M.埃文森等人采用直接测量激光频率和真空波长值的方法,用两者的乘积得出真空中光速值,

[10] 2022-06-09,光速不变原理/postulate of constant speed of light/张元仲,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59586&Type=bkzyb&SubID=62037

[11] 2022-12-23,时间的测量/measurement of time/沈乃澂,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215178&Type=bkzyb&SubID=61863

[12] 2022-01-20,时间频率测量/time and frequency measurements/毛瑞达,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=94515&Type=bkzyb&SubID=100498

[13] 2022-01-20,飞秒激光/femtosecond laser/魏志义,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=196466&Type=bkzyb&SubID=138147

          

相关链接:

[1] 杨正瓴,2024-09-27 21:28,斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性,科学智慧火花,中国科学院

https://idea.cas.cn/zhhh/sxwlhxytw/wlx/info/2024/551076.html

[2] 2024-08-07,[请教,讨论] 电磁学的实验再检验(18):“真空中单向光速”的直接测量(一)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445525.html

[3] 2024-08-08,[请教,讨论] 双齿轮:“真空中单向光速”的直接测量(二)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445670.html

[4] 2024-08-05,[请教,讨论] 电磁学的实验再检验(17):“真空中单向光速不变”可以直接测量吗?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445222.html

[5] 2024-03-13,[请教] 光速测量:当前最精确、最权威的方法是哪几个?最常用方法有哪些?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1425220.html

[6] 2024-03-11,[请教] “狭义相对性原理”、“光速不变原理”的最权威、最主流表述

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1424918.html

             

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