विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव: Difference between revisions
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{Short description|Changes in optical properties from applied electric fields}} | {{Short description|Changes in optical properties from applied electric fields}} | ||
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव [[विद्युत क्षेत्र]] की प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ के प्रकाशीय गुणों में परिवर्तन है जो प्रकाश की आवृत्ति की तुलना में धीरे-धीरे बदलता है। यह शब्द कई विशिष्ट घटनाओं को समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता है | |||
'''समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता''' | |||
* ए) अवशोषण का परिवर्तन (प्रकाशिकी) | * ए) अवशोषण का परिवर्तन (प्रकाशिकी) | ||
** | ** विद्युतअवशोषण: अवशोषण स्थिरांक का सामान्य परिवर्तन | ||
** फ्रांज-केल्डीश प्रभाव: कुछ थोक अर्धचालकों में दिखाए गए अवशोषण में परिवर्तन | ** फ्रांज-केल्डीश प्रभाव: कुछ थोक अर्धचालकों में दिखाए गए अवशोषण में परिवर्तन | ||
** [[क्वांटम-सीमित स्टार्क प्रभाव]]: कुछ अर्धचालक क्वांटम | ** [[क्वांटम-सीमित स्टार्क प्रभाव]]: कुछ अर्धचालक क्वांटम वेल्स में अवशोषण में परिवर्तन | ||
** [[इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म]]: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को | ** [[इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म]]: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को उत्पन्न देता है | ||
* बी) [[अपवर्तक सूचकांक]] और पारगम्यता में परिवर्तन | * बी) [[अपवर्तक सूचकांक]] और पारगम्यता में परिवर्तन | ||
** पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक | ** पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव): विद्युत क्षेत्र के रैखिक रूप से आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन। केवल कुछ क्रिस्टलीय ठोस ही पॉकेल्स प्रभाव दिखाते हैं, क्योंकि इसके लिए व्युत्क्रम समरूपता की कमी की आवश्यकता होती है | ||
** [[केर प्रभाव]] (या द्विघात | ** [[केर प्रभाव]] (या द्विघात विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, क्यूईओ प्रभाव): अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के रैखिक आनुपातिक होता है। विद्युत क्षेत्र के वर्ग के आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन। सभी सामग्रियां अलग-अलग परिमाण के साथ केर प्रभाव प्रदर्शित करती हैं, लेकिन यह आमतौर पर पॉकेल्स प्रभाव से बहुत कमजोर है | ||
** [[इलेक्ट्रो-गाइरेशन]]: [[ऑप्टिकल गतिविधि]] में परिवर्तन। | ** [[इलेक्ट्रो-गाइरेशन]]: [[ऑप्टिकल गतिविधि|प्रकाशीय गतिविधि]] में परिवर्तन। | ||
** [[इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव]] या ईआईपीएम | ** [[इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव]] या ईआईपीएम | ||
दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और | दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और विद्युत-प्रकाशिक प्रभावों के अस्तित्व में होने की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई थी <ref>{{cite journal | last=Castles | first=F. | title=उच्च-क्रम स्थानिक फैलाव के कारण रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव| journal=Physical Review A | publisher=American Physical Society (APS) | volume=92 | issue=6 | date=2015-12-03 | issn=1050-2947 | doi=10.1103/physreva.92.063804 | page=063804|arxiv=1503.04103}}</ref> लेकिन अभी तक प्रायोगिक तौर पर नहीं देखा गया है। | ||
क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर मजबूत प्रभाव डाल सकता है। | क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर मजबूत प्रभाव डाल सकता है। | ||
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव की कम सख्त परिभाषा का उपयोग करते हुए, प्रकाशीय आवृत्तियों पर दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्रों को भी शामिल किया जा सकता है, श्रेणी ए में गैर-रैखिक अवशोषण (अवशोषण प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) और [[ऑप्टिकल केर प्रभाव|प्रकाशीय केर प्रभाव]] (अपवर्तक सूचकांक प्रकाश पर निर्भर करता है) को भी शामिल किया जा सकता है। तीव्रता) से श्रेणी बी)। [[ फोटो प्रभाव |फोटो प्रभाव]] और [[फोटोकंडक्टिविटी]] के साथ मिलकर, विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव फोटोरिफ्रैक्टिव प्रभाव को उत्पन्न देता है। | |||
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक शब्द को अक्सर ग़लती से [[ optoelectronic |optoelectronic]] के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है। | इलेक्ट्रो-ऑप्टिक शब्द को अक्सर ग़लती से [[ optoelectronic |optoelectronic]] के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है। | ||
| Line 33: | Line 35: | ||
===इलेक्ट्रो-ऑप्टिक फ़ील्ड सेंसर=== | ===इलेक्ट्रो-ऑप्टिक फ़ील्ड सेंसर=== | ||
नॉनलाइनियर क्रिस्टल (जैसे केडीपी, बीएसओ, के*डीपी) में इलेक्ट्रो-ऑप्टिक पॉकेल्स प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण राज्य मॉड्यूलेशन तकनीकों के माध्यम से विद्युत क्षेत्र संवेदन के लिए किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, अज्ञात विद्युत क्षेत्र के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल के माध्यम से प्रसारित लेजर बीम का ध्रुवीकरण होता है; फोटोडायोड पर आपतित प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए पोलराइज़र को शामिल करने के माध्यम से, प्राप्त वोल्टेज ट्रेस से एक समय-समाधान विद्युत क्षेत्र माप का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। चूंकि वीजीसीसी से प्राप्त सिग्नल क्रिस्टलीय जांच | नॉनलाइनियर क्रिस्टल (जैसे केडीपी, बीएसओ, के*डीपी) में इलेक्ट्रो-ऑप्टिक पॉकेल्स प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण राज्य मॉड्यूलेशन तकनीकों के माध्यम से विद्युत क्षेत्र संवेदन के लिए किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, अज्ञात विद्युत क्षेत्र के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल के माध्यम से प्रसारित लेजर बीम का ध्रुवीकरण होता है; फोटोडायोड पर आपतित प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए पोलराइज़र को शामिल करने के माध्यम से, प्राप्त वोल्टेज ट्रेस से एक समय-समाधान विद्युत क्षेत्र माप का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। चूंकि वीजीसीसी से प्राप्त सिग्नल क्रिस्टलीय जांच प्रकाशीय होते हैं, वे स्वाभाविक रूप से विद्युत शोर पिकअप के लिए प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए जांच के आसपास के क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय शोर के उच्च स्तर वाले क्षेत्रों में भी कम शोर क्षेत्र माप के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, चूंकि पॉकेल्स प्रभाव के कारण ध्रुवीकरण घूर्णन विद्युत क्षेत्र के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, पूर्ण क्षेत्र माप प्राप्त होते हैं, विद्युत क्षेत्रों के पुनर्निर्माण के लिए संख्यात्मक एकीकरण की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि विद्युत के समय-व्युत्पन्न के प्रति संवेदनशील पारंपरिक जांच के मामले में होता है। मैदान। | ||
तीव्र लेजर-पदार्थ इंटरैक्शन से मजबूत विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक माप को नैनोसेकंड और पिकोसेकंड (उप-पेटावाट) लेजर पल्स ड्राइवर शासन दोनों में प्रदर्शित किया गया है। <ref>{{cite journal|last1=Consoli|first1=F.|last2=De Angelis|first2=R.|last3=Duvillaret|first3=L.|last4=Andreoli|first4=P. L.|last5=Cipriani|first5=M.|last6=Cristofari|first6=G.|last7=Di Giorgio|first7=G.|last8=Ingenito|first8=F.|last9=Verona|first9=C.|title=नैनोसेकंड शासन में लेजर-प्लाज्मा इंटरैक्शन के कारण विशाल विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वारा समय-समाधान पूर्ण माप|journal=Scientific Reports|date=15 June 2016|volume=6|issue=1|pages=27889|doi=10.1038/srep27889|pmid=27301704|pmc=4908660|bibcode=2016NatSR...627889C}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Robinson|first1=T. S.|last2=Consoli|first2=F.|last3=Giltrap|first3=S.|last4=Eardley|first4=S. J.|last5=Hicks|first5=G. S.|last6=Ditter|first6=E. J.|last7=Ettlinger|first7=O.|last8=Stuart|first8=N. H.|last9=Notley|first9=M.|last10=De Angelis|first10=R.|last11=Najmudin|first11=Z.|last12=Smith|first12=R. A.|title=पेटवाट लेजर-मैटर इंटरैक्शन से विद्युत चुम्बकीय दालों की कम-शोर समय-समाधान वाली ऑप्टिकल सेंसिंग|journal=Scientific Reports|date=20 April 2017|volume=7|issue=1|pages=983|doi=10.1038/s41598-017-01063-1|pmid=28428549|bibcode=2017NatSR...7..983R|pmc=5430545}}</ref> | तीव्र लेजर-पदार्थ इंटरैक्शन से मजबूत विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक माप को नैनोसेकंड और पिकोसेकंड (उप-पेटावाट) लेजर पल्स ड्राइवर शासन दोनों में प्रदर्शित किया गया है। <ref>{{cite journal|last1=Consoli|first1=F.|last2=De Angelis|first2=R.|last3=Duvillaret|first3=L.|last4=Andreoli|first4=P. L.|last5=Cipriani|first5=M.|last6=Cristofari|first6=G.|last7=Di Giorgio|first7=G.|last8=Ingenito|first8=F.|last9=Verona|first9=C.|title=नैनोसेकंड शासन में लेजर-प्लाज्मा इंटरैक्शन के कारण विशाल विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वारा समय-समाधान पूर्ण माप|journal=Scientific Reports|date=15 June 2016|volume=6|issue=1|pages=27889|doi=10.1038/srep27889|pmid=27301704|pmc=4908660|bibcode=2016NatSR...627889C}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Robinson|first1=T. S.|last2=Consoli|first2=F.|last3=Giltrap|first3=S.|last4=Eardley|first4=S. J.|last5=Hicks|first5=G. S.|last6=Ditter|first6=E. J.|last7=Ettlinger|first7=O.|last8=Stuart|first8=N. H.|last9=Notley|first9=M.|last10=De Angelis|first10=R.|last11=Najmudin|first11=Z.|last12=Smith|first12=R. A.|title=पेटवाट लेजर-मैटर इंटरैक्शन से विद्युत चुम्बकीय दालों की कम-शोर समय-समाधान वाली ऑप्टिकल सेंसिंग|journal=Scientific Reports|date=20 April 2017|volume=7|issue=1|pages=983|doi=10.1038/s41598-017-01063-1|pmid=28428549|bibcode=2017NatSR...7..983R|pmc=5430545}}</ref> | ||
Revision as of 08:59, 27 September 2023
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ के प्रकाशीय गुणों में परिवर्तन है जो प्रकाश की आवृत्ति की तुलना में धीरे-धीरे बदलता है। यह शब्द कई विशिष्ट घटनाओं को समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता है
समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता
- ए) अवशोषण का परिवर्तन (प्रकाशिकी)
- विद्युतअवशोषण: अवशोषण स्थिरांक का सामान्य परिवर्तन
- फ्रांज-केल्डीश प्रभाव: कुछ थोक अर्धचालकों में दिखाए गए अवशोषण में परिवर्तन
- क्वांटम-सीमित स्टार्क प्रभाव: कुछ अर्धचालक क्वांटम वेल्स में अवशोषण में परिवर्तन
- इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को उत्पन्न देता है
- बी) अपवर्तक सूचकांक और पारगम्यता में परिवर्तन
- पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव): विद्युत क्षेत्र के रैखिक रूप से आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन। केवल कुछ क्रिस्टलीय ठोस ही पॉकेल्स प्रभाव दिखाते हैं, क्योंकि इसके लिए व्युत्क्रम समरूपता की कमी की आवश्यकता होती है
- केर प्रभाव (या द्विघात विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, क्यूईओ प्रभाव): अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के रैखिक आनुपातिक होता है। विद्युत क्षेत्र के वर्ग के आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन। सभी सामग्रियां अलग-अलग परिमाण के साथ केर प्रभाव प्रदर्शित करती हैं, लेकिन यह आमतौर पर पॉकेल्स प्रभाव से बहुत कमजोर है
- इलेक्ट्रो-गाइरेशन: प्रकाशीय गतिविधि में परिवर्तन।
- इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव या ईआईपीएम
दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और विद्युत-प्रकाशिक प्रभावों के अस्तित्व में होने की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई थी [1] लेकिन अभी तक प्रायोगिक तौर पर नहीं देखा गया है।
क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर मजबूत प्रभाव डाल सकता है।
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव की कम सख्त परिभाषा का उपयोग करते हुए, प्रकाशीय आवृत्तियों पर दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्रों को भी शामिल किया जा सकता है, श्रेणी ए में गैर-रैखिक अवशोषण (अवशोषण प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) और प्रकाशीय केर प्रभाव (अपवर्तक सूचकांक प्रकाश पर निर्भर करता है) को भी शामिल किया जा सकता है। तीव्रता) से श्रेणी बी)। फोटो प्रभाव और फोटोकंडक्टिविटी के साथ मिलकर, विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव फोटोरिफ्रैक्टिव प्रभाव को उत्पन्न देता है।
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक शब्द को अक्सर ग़लती से optoelectronic के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है।
अनुप्रयोग
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलर
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक न्यूनाधिक आमतौर पर पॉकेल्स प्रभाव प्रदर्शित करने वाले इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल के साथ बनाए जाते हैं। प्रेषित किरण क्रिस्टल पर लागू विद्युत संकेत के साथ चरण मॉड्यूलेशन है। आयाम न्यूनाधिक को इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल को दो रैखिक ध्रुवीकरणकर्ताओं के बीच या मैक-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर के पथ में रखकर बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेटर का निर्माण फाइबर जैसे छोटे एपर्चर से बीम को अंदर और बाहर विक्षेपित करके किया जा सकता है। यह डिज़ाइन क्रिस्टल कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर कम हानि (<3 dB) और ध्रुवीकरण स्वतंत्र हो सकता है।
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक डिफ्लेक्टर
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक डिफ्लेक्टर इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल के प्रिज्म (प्रकाशिकी) का उपयोग करते हैं। पॉकेल्स प्रभाव से अपवर्तन सूचकांक बदल जाता है, जिससे प्रिज्म के अंदर किरण के प्रसार की दिशा बदल जाती है। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक डिफ्लेक्टर में केवल कम संख्या में समाधान योग्य स्पॉट होते हैं, लेकिन तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है। इस समय कुछ व्यावसायिक मॉडल उपलब्ध हैं। इसका कारण प्रतिस्पर्धी एकॉस्टो-ऑप्टिक प्रभाव|एकॉस्टो-ऑप्टिक डिफ्लेक्टर, हल करने योग्य स्थानों की छोटी संख्या और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल की अपेक्षाकृत उच्च कीमत है।
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक फ़ील्ड सेंसर
नॉनलाइनियर क्रिस्टल (जैसे केडीपी, बीएसओ, के*डीपी) में इलेक्ट्रो-ऑप्टिक पॉकेल्स प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण राज्य मॉड्यूलेशन तकनीकों के माध्यम से विद्युत क्षेत्र संवेदन के लिए किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, अज्ञात विद्युत क्षेत्र के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टल के माध्यम से प्रसारित लेजर बीम का ध्रुवीकरण होता है; फोटोडायोड पर आपतित प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए पोलराइज़र को शामिल करने के माध्यम से, प्राप्त वोल्टेज ट्रेस से एक समय-समाधान विद्युत क्षेत्र माप का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। चूंकि वीजीसीसी से प्राप्त सिग्नल क्रिस्टलीय जांच प्रकाशीय होते हैं, वे स्वाभाविक रूप से विद्युत शोर पिकअप के लिए प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए जांच के आसपास के क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय शोर के उच्च स्तर वाले क्षेत्रों में भी कम शोर क्षेत्र माप के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, चूंकि पॉकेल्स प्रभाव के कारण ध्रुवीकरण घूर्णन विद्युत क्षेत्र के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, पूर्ण क्षेत्र माप प्राप्त होते हैं, विद्युत क्षेत्रों के पुनर्निर्माण के लिए संख्यात्मक एकीकरण की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि विद्युत के समय-व्युत्पन्न के प्रति संवेदनशील पारंपरिक जांच के मामले में होता है। मैदान।
तीव्र लेजर-पदार्थ इंटरैक्शन से मजबूत विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक माप को नैनोसेकंड और पिकोसेकंड (उप-पेटावाट) लेजर पल्स ड्राइवर शासन दोनों में प्रदर्शित किया गया है। [2][3]
संदर्भ
- ↑ Castles, F. (2015-12-03). "उच्च-क्रम स्थानिक फैलाव के कारण रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव". Physical Review A. American Physical Society (APS). 92 (6): 063804. arXiv:1503.04103. doi:10.1103/physreva.92.063804. ISSN 1050-2947.
- ↑ Consoli, F.; De Angelis, R.; Duvillaret, L.; Andreoli, P. L.; Cipriani, M.; Cristofari, G.; Di Giorgio, G.; Ingenito, F.; Verona, C. (15 June 2016). "नैनोसेकंड शासन में लेजर-प्लाज्मा इंटरैक्शन के कारण विशाल विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वारा समय-समाधान पूर्ण माप". Scientific Reports. 6 (1): 27889. Bibcode:2016NatSR...627889C. doi:10.1038/srep27889. PMC 4908660. PMID 27301704.
- ↑ Robinson, T. S.; Consoli, F.; Giltrap, S.; Eardley, S. J.; Hicks, G. S.; Ditter, E. J.; Ettlinger, O.; Stuart, N. H.; Notley, M.; De Angelis, R.; Najmudin, Z.; Smith, R. A. (20 April 2017). "पेटवाट लेजर-मैटर इंटरैक्शन से विद्युत चुम्बकीय दालों की कम-शोर समय-समाधान वाली ऑप्टिकल सेंसिंग". Scientific Reports. 7 (1): 983. Bibcode:2017NatSR...7..983R. doi:10.1038/s41598-017-01063-1. PMC 5430545. PMID 28428549.
This article incorporates public domain material from Federal Standard 1037C. General Services Administration. (in support of MIL-STD-188).
