İçeriğe atla

Elektrooptik etki

Elektrooptik etki, bir maddenin optik özelliklerinin ışık frekansına göre daha yavaş değişen elektrik alana tepkisidir. Terim, alt bölümlere ayrılabilir birçok farklı olguyu kapsar.

  • a) Emilim değişimi
    • Elektroemilim: emilim sabitlerinin genel değişimi
    • Franz-Keldysh etkisi: gösterilen bazı toplu yarıiletkenlerin emilimindeki değişim
    • Kuantum sınırlı Stark etkisi: bazı yarıiletken kuantum kaynaklarındaki emilimde değişim
    • Elektrokromik etki: renk değişikliğine yol açan bazı dalga boylarında bir emme bandının oluşturulması
  • b) Kırılma indeksi ve geçirgenliğin değişimi
    • Pockels etkisi (ya da çizgisel elektrooptik etki): elektrik alana doğrusal orantılı olarak kırılma indeksindeki değişim. Sadece belirli kristal katılar çizgisel elektrooptik etki gösterir, çünkü bu ters simetri eksikliği gerektirir.
    • Kerr etkisi (ya da ikinci dereceden elektrooptik etki, QEO etkisi): elektrik alanın karesiyle orantılı olarak kırılma indeksindeki değişim. Tüm maddeler değişen büyüklükleriyle Kerr etkisi gösterir ama genellikle Pockels etkisinden daha zayıftır.
    • elektrodönme: optik aktivitedeki değişim.
    • Elektron-kırılma etkisi veya EIPM

Emilimdeki değişimler Kramers-Kronig ilişkisinden dolayı emilim kenarına yakın dalga boyları için kırılma indeksi üzerinde güçlü bir etkiye sahip olabilir. Elektrooptik etkinin daha basit tanımı kullanılarak, optik frekanslardaki elektrik alanlara olanak sağlar. Bir de doğrusal olmayan emilim (ışık yoğunluğuna bağlı emilim) dahil edilebilir ve

  • a) optik Kerr etkisi (ışık yoğunluğuna bağlı kırılma indeksi),
  • b) fotoetki ve fotoiletkenlik ile birlikte, elektrooptik etkiler fotokırılma etkisine yol açar.

olarak kategorize edilir.

Başlıca Uygulamalar

Elektrooptik modülatörler

Elektrooptik modülatörler genellikle Pockels etkisi gösteren elektrooptik kristallerle inşa edilmiştir. İletilen ışın kristale uygulanan elektrik sinyali ile modüle edilmiş fazdır. Genlik modülatörler iki çizgisel polarizatör arasına elektrooptik kristal koyarak veya Mach-Zehnder interferometresi yoluyla inşa edilebilir. Ek olarak, genlik modülatörleri fiber gibi küçük bir diyaframın içine ve dışına ışın saptırarak yapılabilir. Bu tasarım düşük kayıba neden olabilir (<3 dB) ve bağımsız polarizasyon kristal yapısına bağlıdır.

Elektrooptik saptırıcılar

Elektrooptik saptırıcılar elektrooptik kristal prizmalar kullanmaktadır. Pockels etkisi tarafından kırılma indeksi değişir ve böylece prizma içindeki ışının ilerleme yönünü değiştirir. Elektrooptik saptırıcılar sadece az sayıda çözülebilir noktalara sahiptir ama hızlı bir tepki süresine sahiptirler. Şu anda mevcut ticari birkaç modeli vardır. Bunun nedeni akusto-optik saptırıcılara rakip olması, az sayıda çözülebilir noktalar ve elektrooptik kristallerin nispeten yüksek fiyata sahip olmasıdır.

Kaynakça

http://en.wikipedia.org/wiki/Electro-optic_effect 20 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Optik</span> fizik biliminin bir alt dalı

Optik, ışık hareketlerini, özelliklerini, ışığın diğer maddelerle etkileşimini inceleyen; fiziğin ışığın ölçümünü ve sınıflandırması ile uğraşan bir alt dalı. Optik, genellikle gözle görülebilen ışık dalgalarının ve gözle görülemeyen morötesi ve kızılötesi ışık dalgalarının hareketini inceler. Çünkü ışık bir elektromanyetik dalgadır ve diğer elektromanyetik dalga türleri ile benzer özellikler gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Elektromanyetik radyasyon</span>

Elektromanyetik radyasyon, elektromanyetik ışınım, elektromanyetik dalga ya da elektromıknatıssal ışın bir vakum veya maddede kendi kendine yayılan dalgalar formunu alan bir olgudur. Elektromanyetik dalgalar, yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşeni bulunan ve bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, yayılmaları için ortam gerekmeyen, boşlukta c ile yayılan enine dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, frekansına göre değişik tiplerde sınıflandırılmıştır. Bu tipler sırasıyla :

<span class="mw-page-title-main">Işık</span> elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon

Işık veya görünür ışık, elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon. Görünür ışık genellikle 400-700 nanometre (nm) aralığında ya da kızılötesi ve morötesi arasında 4.00 × 10−7 ile 7.00 × 10−7 m dalga boyları olarak tanımlanır. Bu dalga boyu yaklaşık 430-750 terahertz (THz) frekans aralığı anlamına gelir.

Fotoelektrik etki ya da fotoemisyon, ışık bir maddeyi aydınlattığında elektronların ya da diğer serbest taşıyıcıların ortaya çıkmasıdır. Bu bağlamda ortaya çıkan elektronlar, fotoelektronlar olarak adlandırılır. Bu olay genellikle elektronik fiziğinde hatta kuantum kimyası ya da elektrokimya gibi alanlarda çalışılır.

Yoğun madde fiziği, maddenin yoğun hallerinin fiziksel özellikleriyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Yoğun madde fizikçileri bu hallerin davranışını fizik kurallarını kullanarak anlamaya çalışır. Bunlar özellikle kuantum mekaniği kuralları, elektromanyetizma ve istatistiksel mekaniği içerir. En bilinen yoğun fazlar katı ve sıvılardır, harici yoğun fazlar ise düşük sıcaklıktaki bazı materyaller tarafından gösterilen üstünileten faz, atom kafeslerindeki dönüşlerin ferromanyetik ve antiferromanyetik fazları ve soğuk atom sistemlerinde bulunan Bose-Einstein yoğunlaşması. Araştırma için uygun sistemlerin ve fenomenlerin çeşitliliği yoğun madde fiziğini modern fiziğinin en aktif alanı yapıyor. Her 3 Amerikan fizikçiden biri kendini yoğun madde fizikçisi olarak tanımlıyor ve Yoğun Madde Fiziği Bölümü Amerikan Fizik Topluluğu’ndaki en geniş bölümdür. Bu alan kimya, malzeme bilimi ve nano teknoloji ile örtüşür ve atom fiziği ve biyofizikle de yakından ilgilidir. Teorik yoğun madde fiziği teorik parçacık ve nükleer fizikle önemli kavramlar paylaşır.

<span class="mw-page-title-main">Polarizasyon</span>

Polarizasyon dalganın hareket yönüne dik gelen düzlemdeki salınımların yönünü tanımlayan yansıyan dalgaların bir özelliğidir. Bu kavram dalga yayılımı ile ilgilenen optik, deprembilim ve uziletişim gibi bilim ve teknoloji sahalarında kullanılmaktadır. Elektrodinamikte polarizasyon, ışık gibi elektromanyetik dalgaların elektrik alanının yönünü belirten özelliğini ifade eder. Sıvılarda ve gazlarda ses dalgaları gibi boyuna dalgalar polarizasyon özelliği göstermez çünkü bu dalgaların salınım yönü uzunlamasınadır yani yönü dalganın hareketinin yönü tarafından belirlenmektedir. Tersine elektromanyetik dalgalarda salınımın yönü sadece yayılımın yönü ile belirlenmemektedir. Benzer şekilde katı bir maddede yansıyan ses dalgasında paralel stres yayılım yönüne dik gelen bir düzlemde her türlü yönlendirmeye tabi olabilir.

Çift kırılma, bir ışının anisotropik (eşyönsüz) maddelerden geçerken iki ışına ayrışmasıdır. Kalsit ya da boron nitrit bu türden maddelere örnek olarak verilebilir. Bu etki ilk olarak Danimarkalı bilim adamı Rasmus Barthonlin tarafından 1669da kalsit üzerinde gözlemlendi. Bu etkinin belli plastik, manyetik, çeşitli kristal yapıda olmayan maddeler ve sıvı kristallerde de olur.

<span class="mw-page-title-main">Polarizörler</span>

Polarizörler belirli bir polarizasyondaki ışığı geçirip diğer polarizasyondaki dalgaları bloke eden optik filtrelerdir. Tanımlı olmayan veya karışık bir polarizasyona sahip bir ışık demetini iyi tanımlanmış polarizasyondaki bir demete dönüştürür. Yaygın polarizör çeşitleri lineer(doğrusal) polarizörler ve dairesel polarizörlerdir. Polarizörler birçok optik teknik ve alette kullanılır, polarize filtreler de fotoğrafçılıkta ve sıvı kristal ekranlarda uygulama sağlar. Polarizörler aynı zamanda ışıktan başka elektromanyetik dalgalar, örneğin radyo dalgaları, mikrodalgalar, X-ışınları için de yapılabilir.

Refraktometre kırılma indisinin (refraktometri) ölçümü için laboratuvar ya da saha cihazıdır. Kırılma indisi Snell's yasasından hesaplanır ve Gladstone–Dale bağıntısının kullanımıyla maddenin kompozisyonundan da hesaplanabilir. Bir refraktometre, bir ışık demetinin bir malzemeden diğerine geçerken bükülmesini ölçer; bu tür cihazlar, örneğin şeker çözeltilerinin bileşimini veya ketçaptaki domates salçası konsantrasyonunu belirlemek için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">John Kerr (fizikçi)</span>

John Kerr FRS, İskoç fizikçi ve elektro-optik alanında bir öncü oldu. Kerr en iyi şimdi Kerr etkisi denen keşif için bilinir.

Bu Lazer konularının bir listesidir.

Kuantum optiği yarı klasik ve kuantum mekaniği fiziğini kullanarak ışığı içeren olayları ve onun mikroskobik seviyelerdeki maddelerle etkileşimini inceler.

Elektrooptik sensör, ışığı dönüştüren veya bir elektronik sinyal halinde ışıktaki değişimi sağlayan elektronik detektörlerdir. Bu sensörler birçok endüstriyel ve tüketici alanlarda kullanılır. Örneğin:

Optik, Mısır ve Mezopotamyalılar tarafından geliştirilen lenslerle başlamış ve Yunan ve Hint filozofları tarafından geliştirilen ışık ve vizyon teorileri takip etmiştir.

Atomik, moleküler ve optik fizik, bir ya da birkaç atomun ölçeğinde, madde-madde ve ışık-madde etkileşimi çalışmadır ve enerji, birkaç elektron voltları etrafında ölçeklenir. Üç alanla yakından ilişkilidir. AMO teorisi, klasik, yarı klasik ve kuantum işlemlerini kapsar. Tipik olarak, teori ve emisyon uygulamaları, elektromanyetik yayılım ve emilme, spektroskopi analizi, lazer ve mazerlerin kuşağı ve genel olarak maddenin optik özellikleri, uyarılmış atom ve moleküllerden, bu kategorilere ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrooptik modülatör</span>

Elektro-optik modülatör(EOM), genellikle lityum niobat (LiNbO3) veya lityum tantalat (LiTaO3) maddelerinden yapılır. Amacı ise bu maddelerden geçen elektromanyetik dalgayı kondansatör vazifesi gören maddenin iki tarafına yerleştirilen elektrot vasıtasıyla modüle etmektir. Bir paralel plaka kondansatörün içindeki elektrik alan potansiyele doğrusal olarak bağlı olduğu için, kırılma indisi uygulanan alana doğrusal bağlıdır (Pockels etksinin görüldüğü kristaller için) ve faz da, kırılma indisine doğrusal olarak bağlıdır. Dolayısıyla faz modülasyonu EOM'e uygulanan potasiyel ile doğrusal bağlı olması gerekir. Modüle etme faz, frekans, genlik veya polarizasyon şeklinde olabilir.

Brillouin saçılması Leon Brillouin'den sonra isimlendirilmiştir. Işığın saydam bir cisimden geçmesiyle birlikte ve maddeyle etkileşime girmesiyle birlikte periyodik uzaysal ve zamansal farklılıkları maddenin yansıtıcı indeksinde oluşturmaktadır. Optikte de belirtildiği gibi, yansımanın indeksi saydam malzemede deformasyonla oluşmaktadır.

Geometrik optik veya ışın optiği, ışık yayılmasını ışınlarla açıklar. Geometrik optikte ışın bir soyutlama ya da enstrumandır; ışığın belirli şartlarda yayıldığı yola yaklaşmada kullanışlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Doğrusal olmayan optik</span>

Doğrusal olmayan optik ya da nonlineer optik, ışığın doğrusal olmayan sistem ve malzemelerdeki davranışı ile özelliklerini inceleyen optiğin bir alt dalıdır. Bu malzemelerde elektrik alan () ile polarizasyon yoğunluğu () arasındaki ilişki doğrusal değildir; bu durum daha çok yüksek genlikte (108 V/m seviyelerinde) ışık veren lazerlerde ve lityum niobat gibi kristal yapılarında görülür. Schwinger sınırından daha kuvvetli alanlarda vakum da doğrusallığını kaybeder. Süperpozisyon prensibi bu malzemeler için geçerli değildir.

Fotokırılma etkisi, belirli kristallerde ve ışığa kırılma indekslerini değiştirerek tepki veren diğer malzemelerde görülen doğrusal olmayan bir optik etkidir. Bu etki, geçici, silinebilir hologramları saklamak için kullanılabilir ve holografik veri depolaması için kullanışlıdır. Aynı zamanda bir faz eşlenik ayna veya optik uzaysal soliton oluşturmak için de kullanılabilir.