Efisica

Efeito Kerr e Cotton-Mouton

 


Em meios ópticos isotrópicos tais como líquidos e cristais de simetria cúbica, o efeito Pockels não existe. Entretanto, para campos elétricos intensos pode existir uma birrefringência induzida pelo alinhamento das moléculas do meio. A substância neste caso comporta-se opticamente como se fosse um cristal uniaxial no qual o campo elétrico define o eixo óptico. Este efeito foi descoberto em 1875 por J. Kerr e é chamado de efeito Kerr. A magnitude da birrefringência induzida é proporcional ao quadrado do campo elétrico, de acordo com:

(6.58)

onde K é a constante de Kerr, l é o comprimento de onda da luz no vácuo, é o índice de refração na direção do campo elétrico estático aplicado sobre a amostra e é o índice perpendicular a ele.

O efeito Kerr é utilizado em moduladores de luz ultra-rápidos, conhecidos como células Kerr. Este dispositivo, mostrado na Fig. 6.28, consiste de dois condutores paralelos imersos num líquido com constante de Kerr elevada (nitrobenzeno, por exemplo). A cela contendo o líquido é colocada entre dois polarizadores cruzados, que fazem ângulos de aproximadamente 450 com a direção do campo elétrico aplicado. Na presença do campo , a birrefringência induzida no líquido permite a passagem de luz pelo polarizador de saída. Para uma certa voltagem, Vl/2, a cela se comporta como uma lâmina de meia onda e o conjunto se torna transparente à luz incidente sobre ele (exceto pelas reflexões nos polarizadores e nas janelas da cela).

 

 

 

 

Fig. 6.28 - Esboço de uma cela de Kerr usada como modulador eletro-óptico de luz.


O efeito Cotton-Mouton é o análogo magnético do efeito Kerr e é atribuido ao alinhamento das moléculas de um líquido devido à presença de um campo magnético. A grandeza deste efeito é proporcional ao quadrado do campo magnético aplicado, similarmente ao que ocorre no efeito Kerr.


 

 

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