Efisica

Efeito Pockels

 


Como mencionamos na seção 5.5, existem cristais cujos índices de refração se modificam face à aplicação de um campo elétrico. Quando esta variação for diretamente proporcional ao campo elétrico, teremos o conhecido efeito Pockels, que é utilizado na modulação eletro-óptica da luz, tanto em frequência (seção 5.5), como em intensidade. Este efeito aparece em cristais anisotrópicos, que são caracterizados por um elipsóide de índices de refração escrito como:

(6.56)

No caso em que nx = ny nz temos um cristal uniaxial, cujo eixo de simetria (z) é chamado de eixo óptico (e.g. KDP, quartzo, etc.). O índice de refração para a luz polarizada nesta direção é denominado de extraordinário (ne), enquanto que para a luz com polarização nas direções x e y tem-se o índice de refração ordinário (n0). Esta anisotropia dá origem aos fenômenos de birrefringência discutidos na seção 6.4. Além desta anisotropia natural, certos cristais uniaxiais podem ter uma anisotropia extra induzida pela aplicação do campo elétrico externo, sendo que este pode ser aplicado na direção de propagação da luz (efeito Pockels longitudinal) ou perpendicular a ela (efeito Pockels transversal).

Consideremos o caso em que a luz se propaga ao longo do eixo óptico (z), de forma que as componentes x e y da onda eletromagnética estão ambas sujeitas ao mesmo índice de refração (n0). Vamos supor que um campo elétrico estático, V/l, é aplicado longitudinalmente ao cristal, onde V é a voltagem e l é o comprimento da amostra. Nestes casos, as componentes x e y da onda estarão sujeitas a índices de refrações rápido (nr) e lento (nl) dados por:

(6.57a)

 

(6.57b)

onde r é uma componente de um tensor eletro-óptico, que dá a resposta do meio em resposta à aplicação do campo elétrico. Vemos então a aparição de uma birrefringência induzida pelo campo elétrico, efeito este que pode ser usado para chaveamento eletro-óptico da luz, como veremos na seção 6.14.

 

 

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