Efekt Kerra w elektrooptycznej ceramice PLZT
Zagadnienia do opracowania.
- Fale elektromagnetyczne i ich własności.
- Polaryzacja światła:
- światło niespolaryzowane;
- typy polaryzacji światła: liniowa, kołowa i eliptyczna;
- polaryzatory światła: rodzaje i sposób działania;
- prawo Malusa.
- Współczynnik załamania światła w ośrodku materialnym (interpretacja części rzeczywistej i urojonej współczynnika załamania).
- Zjawisko dwójłomności w kryształach.
- Wpływ stałego pola elektrycznego na strukturę atomu.
- Efekt Kerra (opis kwantowy).
- Prawo Kerra.
- Właściwości kryształów ferroelektrycznych:
- struktura domenowa;
- ferroelektryczna pętla histerezy;
- przejścia fazowe.
- Ceramika PLZT:
- struktura ceramiki PLZT;
- optyczne i ferroelektryczne właściwości ceramik PLZT.
- Budowa komórki Kerra z ceramiką PLZT.
- Układ doświadczalny do badania efektu Kerra.
- Laser gazowyHe-Ne:
- zjawiska : absorpcji, emisji spontanicznej i wymuszonej;
- budowa lasera;
- ośrodek aktywny lasera He – Ne;
- inwersja obsadzeń stanów;
- rezonator optyczny;
- własności światła laserowego.
- Zastosowania efektu Kerra:
- modulatory światła;
- technika laserowa;
- magnetooptyczne nośniki danych.
Zestaw przyrządów.
- Laser He-Ne,λ= 632,8 nm.
- Zasilacz lasera.
- Zasilacz wysokiego napięcia ZWN-42 POLON.
- 2 polaryzatory Glana– Thompsona.
- Komórka Kerra z ceramiką PLZT.
- Elektrometr.
- 2 cyfrowe multimetry.
- Fotodetektor krzemowy.
- 2 zwierciadła.
Literatura.
- W. A. Shurcliff, S.S. Ballard – „Światło spolaryzowane”, PWN, Poznań 1986.
- Opis układu pomiarowego P2260200 firmy PHYWE Systeme GmbH.
- A. Berendt – „Efekt Kerra w elektrooptycznej ceramice PLZT”, praca magisterska, Gdańsk, 2008.
- R. P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – „Feynmana wykłady z fizyki”, Tom I, część 2, PWN, 2003.
- Sz. Szczeniowski – „Fizyka doświadczalna”, Tom IV, PWN, 1983.
- J. Ginter – „Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego”, PWN, 1986.
- J. R. Meyer-Arendt – „Wstęp do optyki”, PWN, Warszawa 1977.
- A. Piekara – „Nowe oblicze optyki”, PWN, Warszawa 1968.
- J. Orear – „Fizyka”, T.2., Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1998.
- W.A. Shurcliff, S.S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
- M.Young – “Optics and Lasers”, Springer, 1977.
- R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Vol.1. Part 2., Addison – Wesley, 2005.
- J. Orear – “Physics”, Vol. 2., Macmillan Publishing Co., Inc., 1979.
- Z. Kleszczewski – „Wybrane zagadnienia z optyki falowej”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
- C. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
- J. Handerek – „Wstęp do fizyki ferroelektryków”, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 1971.
- B. Ziętek – „Optoelektronika”, UMK, 2005.
- J.H. Moore, C. C. Davis, M.A. Coplan – „Building Scientific Apparatus”, Westview Press, 2002.
- C. Rulliere – “Femtosecond Laser Pulses: Principles and Experiments”, Second Edition, Springer Science + Business Media Inc., 2005.
- Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
- J. Orear – “Physics”, Vol. 2., Macmillan publishing Co., Inc., 1979.
- W.A. Shurcliff, S.S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
Kerr effect in electro-optical ceramic (PLZT)
Background theory
- Electromagnetic waves and their properties.
- Polarization of light:
- non-polarised light;
- types of light polarisation: linear, circular and elliptical;
- how linear, circular and elliptically polarised light is produced;
- Malus’ law.
- Refractive index of a medium (interpretation of the real and imaginary parts of the refractive index).
- Bi-refringent phenomena in crystals.
- Influence of a constant electric field on the atomic structure.
- Quantum description of the Kerr effect
- Kerr’s law.
- Properties of ferroelectric crystals:
- domain structure;
- ferroelectric hysteresis loop;
- phase transitions.
- PLZT ceramics:
- structure of PLZT ceramics;
- optical and ferroelectric properties of PLZT ceramics.
- Structure of Kerr cell made from PLZT ceramic.
- Experimental set-up to study the Kerr effect.
- He-Ne gas laser:
- spontaneous and stimulated emission;
- laser construction;
- active medium in an He-Ne laser;
- condition for population inversion;
- optical resonator;
- properties of laser light;
- Applications of the Kerr effect:
- light modulators;
- laser technology;
- magneto-optical storage media.
Apparatus
- He-Ne Laser, λ = 632,8 nm.
- Laser power supply.
- High-voltage power supply unit ZWN-42 POLON.
- 2 polarising filters Glan-Thompson.
- PLZT Ceramic Kerr cell.
- Universal measuring amplifier.
- 2 Digital multimeters.
- Silicon photodetector.
- 2 Mirrors.
Literature
- J.H. Moore, C. C. Davis, M.A. Coplan – “Building Scientific Apparatus”, Published in 2002 in USA by Westview Press.
- C. Rulliere – “Femtosecond Laser Pulses: Principles and Experiments”, Second Edition, Springer Science + Business Media Inc., 2005.
- André Moliton – “Optoelectronics of Molecules and Polymers” , Springer 2006
- H.A.Enge, M.R.Wehr, J.A.Richards – “Introduction to Atomic Physics”, Addison-Wesley Publishing Company 1972.
- W.A.Shurcliff, S.S.Ballard – “Polarized Light”, D.Van Nostrand Company, Inc., Princeton 1964.
- R.P. Feynman, R.B.Leighton, M.Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Addison-Wesley Publishing Company, Inc.
- PHYWE Systeme GmbH &Co. KG – Catalogues for Physics “Physics Laboratory Experiments”
Dodaj komentarz
Chcesz się przyłączyć do dyskusji?Feel free to contribute!