【基本】カー効果

光の偏光に関する現象にカー効果(Kerr effect)というのがあります。1875年にスコットランドの物理学者ジョン・カーが発見しました。このカー効果には、電気光学的カー効果と磁気光学的カー効果があります。

電気光学的カー効果は、ある物質に電場が印加されたとき、物質の屈折率が電場の2乗に比例して変化(複屈折)する現象です。

ちなみに、電場に比例する一次の電気光学効果は、ポッケルス効果です。

応用例としては、短パルス、超短パルスレーザーのシャッターとして使われます。結晶の両端に偏光板を置き、偏光方向が垂直の場合、不透明となります。しかし、結晶に電圧をかけて偏光方向を変化させることで透明となり光が透過します。物理的な可動部がないため、高速なスイッチングができます。カー・セルとして利用されています。

電気光学的カー効果の方が有名ですが、磁気光学的なカー効果(Magneto-optical Kerr effect)もあります。こちらは、反射光に対するファラデー効果ということができます。

磁気光学的カー効果には、3種類あります。

・極カー効果:磁化が反射面の法線方向。直線偏光ー>傾いた楕円変更
・縦カー効果:磁化が試料面内かつ入射面内。直線偏光ー>傾いた楕円変更
・横カー効果:磁化が試料面内。磁化による強度変化

カー回転角は、反射する物質や温度等によって変化します。例えば、
Fe 0.87 deg
Ni 0.17 deg
CrBr3 3.5 deg
などです。

この応用は、MOディスクです。CDのような円盤に磁気光学効果でビットを形成、読み取り、消去することで、デジタルデータの書き込み、読み込み、消去を行える記録媒体です。

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