Fue descubierto en 1875 por el físico escocés John Kerr, y se caracteriza por la existencia de dos índices de refracción diferentes: un haz luminoso se divide en dos haces cuando penetra en este material.
Un campo eléctrico aplicado a un material genera una birrefringencia en este material: la luz tiene un índice de refracción diferente según su polarización sea ortogonal o paralela al campo.
El efecto electroóptico de Kerr, o efecto DC Kerr, es el caso especial en el que se aplica un campo eléctrico externo que varía lentamente, por ejemplo, mediante un voltaje en los electrodos a través del material de muestra.
Bajo esta influencia, la muestra se vuelve birrefringente, con diferentes índices de refracción para la luz polarizada paralela o perpendicular al campo aplicado.
La diferencia en el índice de refracción, Δn, está dada por:
La luz se puede modular con estos dispositivos a frecuencias de hasta 10 GHz.
Debido a que el efecto Kerr es relativamente débil, una celda Kerr típica puede requerir voltajes tan altos como 30 kV para lograr una transparencia total.
Esto contrasta con las celdas de Pockels, que pueden operar a voltajes mucho más bajos.
En medios que carecen de simetría de inversión, el efecto Kerr generalmente está enmascarado por el efecto Pockels mucho más fuerte.
Este efecto solo se vuelve significativo con rayos muy intensos como los de los láseres.
La constante de Kerr también se conoce a veces como la
Para un material no lineal, el campo de polarización eléctrica P dependerá del campo eléctrico E: donde ε0 es la permitividad del vacío y χ(n) es la componente de orden n de la permisividad susceptibilidad]] del medio.
Podemos escribir esa relación explícitamente; la i-ésima componente del vector P se puede expresar como: donde
, es decir, la componente paralela a x del campo de polarización;
En combinación con polarizadores, se puede utilizar como obturador o modulador.
En el efecto óptico o AC Kerr, un haz de luz intenso en un medio puede por sí mismo proporcionar el campo eléctrico modulador, sin necesidad de aplicar un campo externo.
En este caso, el campo eléctrico viene dado por: donde Eω es la amplitud de la onda como antes.
El cambio del índice de refracción es, por lo tanto, proporcional a la intensidad de la luz que viaja a través del medio.
Por lo tanto, las intensidades del haz (irradiancias) del orden de 1 GW cm−2 (como las producidas por los láseres) son necesarias para producir variaciones significativas en el índice de refracción a través del efecto Kerr con corriente alterna.
Esto hace que el haz se enfoque a sí mismo, un fenómeno conocido como autoenfoque.
A medida que la intensidad del punto autoenfocado aumenta más allá de cierto valor, el medio es ionizado por el alto campo óptico local.
líquidos), en el que se encuentran moléculas anisotrópicamente polarizables, es decir, alargadas.
Aunque no todas las moléculas están alineadas debido a la actividad térmica de los líquidos (por ejemplo, el agua), la cantidad de moléculas alineadas es suficiente para causar birrefringencia.
diferente o extraordinario respecto al índice de refracción ordinario