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Lexikon der Optik: Kerr-Effekt

Kerr-Effekt, 1) elektrooptischer K., elektrooptische Effekte.

2) magnetooptischer K., magnetooptische Effekte.

3) optischer K.-E.. Dieser zu den Erscheinungen der nichtlinearen Optik zählende Effekt ist eng verwandt mit dem elektrooptischen K. (elektrooptische Effekte). Der Unterschied besteht darin, daß in einem (in der Regel) isotropen Medium eine Doppelbrechung nicht durch Anlegen eines statischen elektrischen Feldes, sondern durch Einstrahlung einer intensiven, linear polarisierten Lichtwelle hervorgerufen wird. Die induzierte Doppelbrechung ist proportional zur Intensität der Lichtwelle. Ähnlich wie der elektrooptische K. kann auch der optische für den Aufbau einer Kerr-Zelle genutzt werden. Man bringt zu diesem Zweck das Kerr-Medium zwischen zwei gekreuzte Polarisatoren und erhält so einen Schalter für einfallendes Licht, ein sog. optisches Tor. Dessen Öffnungszeit ist durch die Dauer des Lichtimpulses und die Ansprechzeit des Kerr-Mediums bestimmt. Liegen beide Zeiten im Pikosekundenbereich, wie es z.B. bei CS2 der Fall ist, so gilt das auch für die Öffnungszeit. Man hat somit einen extrem schnellen Schalter zur Verfügung, der vielfältige Anwendungen in der Ultrakurzzeitphysik gefunden hat.

In longitudinaler Geometrie (Abb. a) kann beispielsweise aus einem längeren Signalimpuls wahlweise (durch entsprechende Wahl der Verzögerungszeit zwischen ihm und dem Schaltimpuls) ein Stück "herausgeschnitten" werden. Diese Technik kann für Sampling-Verfahren genutzt werden.

In transversaler Geometrie (Abb. b) hat man z.B. die Möglichkeit, ein zeitabhängiges Spektrum aufzunehmen (Spektrochronographie). Bei einer spektralen Zerlegung eines Lichtimpulses in x-Richtung, wobei die den verschiedenen Frequenzen entsprechenden Lichtanteile zu unterschiedlichen Zeiten eintreffen, bewirkt das optische Tor dann eine zusätzliche Zeitauflösung in Durchlaufrichtung des Schaltimpulses (y-Richtung), der eine durch das Kerr-Medium laufende doppelbrechende Zone erzeugt.





Kerr-Effekt: Optisches Tor in longitudinaler (a) und transversaler (b) Geometrie. S Signal- und S' Schaltimpuls, P Polarisator, K Kerr-Medium, A Analysator, F photographischer Film, τ Verzögerungszeit, λ Wellenlänge.

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