Эффект керра

Эффект Керра, или квадратичный электрооптический эффект — явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля.

Под воздействием внешнего постоянного или переменного электрического поля в среде может наблюдаться двойное лучепреломление, вследствие изменения поляризации вещества. Пусть коэффициент преломления для обыкновенного луча равен n_o, а для необыкновенного — n_e. Разложим разность коэффициентов преломления n_o − n_e, как функцию внешнего поля E, по степеням E. Если до наложения поля среда была неполяризованной и изотропной, то n_o − n_e должно быть чётной функцией E (при изменении направления поля эффект не должен менять знак). Значит, в разложении по степеням E должны присутствовать члены лишь чётных порядков, начиная с E². В слабых полях членами высших порядков можно пренебречь, в результате чего

Эффект Керра обусловлен, главным образом, гиперполяризуемостью среды, происходящей в результате деформации электронных орбиталей атомов или молекул или вследствие переориентации последних. Оптический эффект Керра оказывается очень быстрым, так как в твёрдых телах может произойти только деформация электронного облака атома.

n_e − n_o = Bλ₀E²,

где λ₀ — длина волны света в вакууме; B — постоянная Керра, зависящая от природы вещества, длины волны λ₀ и температуры. Для большинства веществ B > 0, что означает их подобие оптически положительным одноосным кристаллам.