Pockels Etkisi
Bu Pockels etkisi (Friedrich Carl Alwin Pockels'in 1893 çalışmalarının sonucunda),ya da Pockel elektro-optik etkisi optik etkiler, bir sabit veya değişken bir elektrik alanı tarafından indüklenen bir optik ortam içinde çift-kırınımlılık üretir. Lineer elektro-optik etki olarak da bilinen optik etkiler, çift kırılma elektrik alanı ile orantılıdır. Kerr etkisi, kırılma endeksi değişim (çiftkırılma) alanının karesi ile doğru orantılıdır. Bu Pockels etkisi sadece lityum niobat veya galyum arsenit olarak inversiyon simetriden yoksun kristaller ve böyle elektrik alan kutuplu polimerler veya gözlük gibi diğer noncentrosymmetric medyana gelir.
İçindekiler
Pockels Hücreleri[değiştir | kaynağı değiştir]
Pockels hücreler gerilim kontrollü dalga plakalarıdır. Optik etkiler Pockel hücrelerinin çalışmasının temelidir. Pockel hücreleri geçen bir ışın polarizasyonunu döndürmek için kullanılabilir. kullanım çeşitleri için aşağıdaki uygulamaları bakın.
Bir enine Pockel hücre voltaj gerilimi kapatıldığında birlikte sıfır sıralı dalga plakası elde edilen ters oryantasyondaki iki kristalden oluşur. Bu genellikle mükemmel değildir ve sıcaklık ile sürüklenir. Ama kristal ekseninin mekanik uyum o kadar önemli değildir ve genellikle vida olmadan elle yapılır; hiza yanlış ray bazı enerji neden olurken (E veya O - Örnek, yatay ya da dikey için) uzunlamasına durumun aksine, kayıp kristalin uzunluğu boyunca büyütülmez.
Elektrik alan ışık demeti için uzunlamasına veya enine kristal ortamına uygulanabilir. Boyuna Pockels hücreleri için şeffaf ya da halka elektrotlar gerekir. Enine gerilim gereksinimleri kristal uzatarak azaltılabilir.
Işın eksenini kristal ekseni ile hizalamak oldukça önemlidir. Yanlış hizalanması çift kırılma ve uzun kristal boyunca büyük faz kaymasına neden olur. Hizalama tam olarak paralel veya polarizasyon dik değilse bu, polarizasyonun dönmesine sebep olur.
Hücre içindeki dinamik[değiştir | kaynağı değiştir]
Kristal içinde sr ≈ 36 yüksek nispi dielektrik sabitinden dolayı, elektrik alanındaki değişiklikleri sadece C / 6 bir hızda yayılır. Hızlı olmayan fiber optik hücreler, böylece eşleştirilmiş iletim hattının içine gömülürler. Koyarak sonuna bir iletim hattı yol yansımaları ve geçiş süresinin iki katına çıktı. Sinyal sürücü olduğunu bölünüyor paralel çizgiler bu yol iki ucunda kristal. Ne zaman onlar karşılamak kristal, onların gerilim ekleyin. Pockels hücre için fiber optik olabilir istihdam bir Seyahat dalga tasarım azaltmak için mevcut şartları ve artış hızı.
Kullanılabilir kristalleri de (RTP düşük, BBO ve lityum niobat yüksek) bir dereceye kadar piezoelektrik etkisi sergilerler. Bir voltaj değişiminden sonra, ses dalgaları orta kristal taraftan yayılmaya başlar. Bu, atım toplayıcılar için değil, yük vagonu pencereler için önemlidir. Işık ve kristallerin yüzleri arasındaki koruyucu alanı daha uzun tutma süreleri için daha büyük olması gerekmektedir. Yüksek elektrik alanda arkasındaki ses dalgası kristal, denge pozisyonunda deforme olur. Bu kutuplaşmayı arttırır. Polarize sesin artmasından dolayı dalgaların önündeki kristalin elektrik alanı lineer olarak artar ya da sürücüler sabit bir elektrik akımı sağlamak zorundadır.
Sürücü elektronikler[değiştir | kaynağı değiştir]
Sürücü, onlar geri dönerken iki kat voltaja dayanmak zorundadır. Pockels hücre bir kondansatör gibi davranır. Yüksek voltaj için bu geçiş yaparken, bir yüksek yük gereklidir; Sonuç olarak, 3 ns yüklenme 5 mm açıklığı yaklaşık 40 A gerektirir. Kısa kablolar hücreye akım taşıma sırasında kaybolan miktarı azaltır.
Sürücü paralel ve seri bağlı birçok transistör kullanır. Transistörler yüzerken DC izolasyonuna ihtiyacları vardır. Bunu yapmak için, kapı sinyali fiber optik üzerinden bağlanır, ya da kapıları büyük bir transformatör tarafından uyarılmalıdır. Bu durumda, dikkatli tazminat için geri salınımı önlemek gereklidir.
Sürücü transistörleri ve triode ard arda istihdam edebilir. Klasik bir ticari devre de son transistör IRF830 MOSFET ve triode (elektron tüpü) Eimac Y690 kullanılır. Tek triode ile kurulan devre çok düşük kapasiteye sahiptir; ikili voltaj uygulanarak hücre kapatılabilir. Bir direnç, daha sonra kapasitörü şarj etmek için kristal tarafından ihtiyaç duyulan kaçak akımı sağlar. Izgara 400 V üzerinde ise Y690 10 kV'a kadar geçer katot 40 A sunar.Bu durumda ızgara akımı 8 A ve giriş empedansı standart eş eksenli kablolar ile eşleşen bu 50 Ohm, ve MOSFET böylece uzaktan yerleştirilebilir. Bazı 50 ohm geçirdiğimiz bir ek direnç olarak -100 V çeker. IRF 500 volt geçiş yapabilirsiniz. Bu 18 darbe gönderebilir. Bir indüktans olarak kendi açar işlevi, bir depolama kapasitörü kullanılır, 50 ohm koaksiyel kablo bağlanır, MOSFET bir iç direnci vardır ve sonunda bu kapısına bir darbe ile ateş bir kritik sönümlü RLC devresi, bir MOSFET.
Kapılar 22nC'luk yük sağlarken 5V'luk potensiyel farkın itişine ihtiyaç duyar. Bu transistörden elde edilen akım anahtar açımının 3ns'nin biri kadardır. Böylece teorik olarak aynı zamanda ortak kapı yapılandırmasında değil ortak kaynak yapılandırmasında kullanılabilir. 40V'luk transistörler genel olarak hızlıdır bu yüzden bir önceki aşamada akım elde edilmesi mümkündür.
Pockels Hüzrelerinin Uygulamaları[değiştir | kaynağı değiştir]
Pockels hücreler bilimsel ve teknik çeşitli uygulamalarda kullanılır:
- Pockels hücre, bir polarize ile birlikte, çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Optik rotasyon ve 90 ° dönme arasında geçiş "açılış" ve "kapanış" nanosaniye içerisinde gerçekleşir. Aynı teknik ° 0 ° ve 90 dönme modüle kiriş üzerinde bilgi etkilemek için kullanılabilir; çıkan ışının yoğunluğu, polarize bakıldığında, genliği modüle edilmiş bir sinyali içerir.
- Polarize prizma kullanarak bir lazerin boşlukta geri dönmesi önlenebilir. Bu boşluğun dışında belli bir kutuplaşma, ışığı yönlendirerek optik amplifikasyonu önler. Bu nedenle, kazanılan ortam yüksek uyarılmış duruma pompalanır. Orta enerji ile doymuş hale geldiğinde, Pockels hücre açılır ve intracavity ışık dışarı salınır. Bu çok hızlı, yüksek yoğunluklu darbe oluşturur. Q-anahtarlama, öttü darbe iyileştirmeve boşluğu damping bu teknik ile elde edilir.
- Pockels hücreler, polorize edilmiş fotonlar kullanılarak kuantum anahtar dağıtımı için de kullanılabilir.
- Diğer EO elemanları ile bağlantılı olarak Pockel hücrelerin elektro-optik prob oluşturmak üzere birleştirilebilir.
- Bir Pockels hücre MCA Disco-Vision (DiscoVision) optik videodisc mastering sistemindeki mühendisler tarafından kullanılır. Bir argon-iyon lazer ışığı ana videodiskte kaydedilecek orijinal FM video ve ses sinyalleri tekabül eden darbe modülasyon oluşturmak için Pockel hücre geçirildi. MCA, Pioneer Electronics satışını yapana kadar videodisc ana kayıtlarında Pockels hücreleri kullandı. Kayıt kalitesinin arttırılabilmesi için MCA, kayıt sırasında Pockels hücreleri tarafından oluşturulan ikinci gürültüyü azaltan Pockels hücre sabitleyicisinin patentini aldı. MCA ya bir (Write sonra direkt Oku) DRAW mastering sistemi ya da bir fotorezist sistemi kullanılır. DRAW sistem MCA tarafından tercih edilirdi çünkü kayıt esnasında temiz oda şartlarına gerek duyulmazdı ve DRAW sistem ana kayıt sırasında anlık kalite kontrolü yapılmasına izin verirdi. 1976-1977'den orijinal tek taraflı baskılama DRAW sistemi kullanılarak kaydedildi ve aralık 1978'de "non-feature" başlığıyla bu formatta piyasaya çıkarıldı.
Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]
- Elektro-optik modülatör
- Akustik-optik modülatör