Un efecto electroóptico es un cambio en las propiedades ópticas de un material en respuesta a un campo eléctrico que varía lentamente en comparación con la frecuencia de la luz. El término abarca una serie de fenómenos distintos, que pueden subdividirse en
En diciembre de 2015, se predijo teóricamente la existencia de otros dos efectos electroópticos de tipo (b) [1] , pero aún no se han observado experimentalmente.
Los cambios en la absorción pueden tener un fuerte efecto en el índice de refracción de las longitudes de onda cercanas al borde de absorción, debido a la relación de Kramers-Kronig .
Utilizando una definición menos estricta del efecto electroóptico que permita también campos eléctricos que oscilan a frecuencias ópticas, también se podría incluir la absorción no lineal (la absorción depende de la intensidad de la luz) en la categoría a) y el efecto Kerr óptico (el índice de refracción depende de la intensidad de la luz) en la categoría b). Combinado con el fotoefecto y la fotoconductividad , el efecto electroóptico da lugar al efecto fotorrefractivo .
El término "electroóptico" se utiliza a menudo erróneamente como sinónimo de " optoelectrónico " .
Los moduladores electroópticos se construyen generalmente con cristales electroópticos que exhiben el efecto Pockels . El haz transmitido se modula en fase con la señal eléctrica aplicada al cristal. Los moduladores de amplitud se pueden construir colocando el cristal electroóptico entre dos polarizadores lineales o en una trayectoria de un interferómetro Mach-Zehnder . Además, los moduladores de amplitud se pueden construir desviando el haz dentro y fuera de una pequeña abertura como una fibra. Este diseño puede tener bajas pérdidas (<3 dB) e independencia de la polarización según la configuración del cristal.
Los deflectores electroópticos utilizan prismas de cristales electroópticos. El índice de refracción se modifica por el efecto Pockels , modificando así la dirección de propagación del haz dentro del prisma. Los deflectores electroópticos tienen solo una pequeña cantidad de puntos resolubles, pero poseen un tiempo de respuesta rápido. Hay pocos modelos comerciales disponibles en este momento. Esto se debe a la competencia de los deflectores acústico-ópticos , la pequeña cantidad de puntos resolubles y el precio relativamente alto de los cristales electroópticos.
El efecto Pockels electroóptico en cristales no lineales (p. ej., KDP, BSO, K*DP) se puede utilizar para la detección de campos eléctricos mediante técnicas de modulación del estado de polarización. En este escenario, un campo eléctrico desconocido da como resultado una rotación de polarización de un haz láser que se propaga a través del cristal electroóptico; mediante la inclusión de polarizadores para modular la intensidad de la luz incidente en un fotodiodo, se puede reconstruir una medición de campo eléctrico resuelta en el tiempo a partir de la traza de voltaje obtenida. Como las señales obtenidas de las sondas cristalinas vgcc son ópticas, son inherentemente resistentes a la captación de ruido eléctrico, por lo que se pueden utilizar para la medición de campos de bajo ruido incluso en áreas con altos niveles de ruido electromagnético en las proximidades de la sonda. Además, como la rotación de polarización debido al efecto Pockels escala linealmente con el campo eléctrico, se obtienen mediciones de campo absolutas , sin necesidad de integración numérica para reconstruir campos eléctricos, como es el caso de las sondas convencionales sensibles a la derivada temporal del campo eléctrico.
Se han demostrado mediciones electroópticas de pulsos electromagnéticos fuertes provenientes de interacciones intensas entre láser y materia, tanto en regímenes de impulsos láser de nanosegundos como de picosegundos (sub-petavatios). [2] [3]
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