博文

[打听] “泡克耳斯效应 Pockels effect”及其响应时间

已有 785 次阅读 2024-12-7 22:49 |个人分类:基础数学-逻辑-物理|系统分类:科研笔记

[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

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]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=192205&Type=bkzyb&SubID=95660

[6] 2023-04-06，磁光克尔效应/magneto-optical Kerr effect/吴义政，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=146926&Type=bkzyb&SubID=105191

[7] 2023-06-09，克尔盒高速相机/Kerr cell high-speed framing camera/李育林，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=507096&Type=bkzyb&SubID=222527

[8] Martin Thomaschewski, Vladimir A. Zenin, Christian Wolff, Sergey I. Bozhevolnyi. Plasmonic monolithic lithium niobate directional coupler switches [J]. Nature Communications, 2020, 11(1): 1-6

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]