生活中,當我們向裝著水的杯子底部看時,就會覺得水好像變淺了,這是因為光在水中產生了折射的緣故(gù)。近日,東京理工大(dà)學和電氣通信(xìn)大(dà)學的研究(jiū)小組通過通入(rù)電壓的(de)方式,成功地使光在(zài)水中的折射率發生大幅度改變,證實了水(shuǐ)也具有“普克爾(ěr)斯(sī)效(xiào)應”。這項研究成果今(jīn)後可能被應用於光通信領域。東京理工(gōng)大(dà)學網站報道了這一消息。
在向結晶體施加電壓時(shí),根據正負電壓(yā)的變化,光的折(shé)射率發生改變,從而使光的(de)行進方向(xiàng)也(yě)發生改變(biàn),這種現象被稱作“普克(kè)爾斯效應”。以往的試驗已經證明,當水分子處於單體狀態時,可以發生普克爾斯效應,但是(shì)在像(xiàng)水這樣的液體中,由於水分(fèn)子以(yǐ)任意方向(xiàng)聚集在一起,單體水分子的普(pǔ)克爾斯效應就會消失,因此水究竟能不能產生普(pǔ)克爾斯效應,如果能產(chǎn)生,效果如何(hé),一直不為人所知。
日本研究人(rén)員(yuán)認為,在插入水(shuǐ)中(zhōng)的電極表麵數納米的範圍內(nèi),當加入電壓時水中將有可(kě)能(néng)出(chū)現普克爾斯效(xiào)應,因此他(tā)們以此為著眼點(diǎn)展開了研究。他們將透(tòu)明的電極(jí)放(fàng)入水中,再讓光(guāng)線照射電(diàn)極,觀察其反射和透過電(diàn)極的模式。結果顯示,當電極中通入正伏電壓時,電極表麵的水的折射率發生了(le)變化。從變化量上科學家計算出這時水折射率(lǜ)變(biàn)小了,隻有1.33至1.23,而當通入負伏電壓時,水的折射率則(zé)會變大,增加為1.43。從(cóng)這項試驗可以看出,通過通入正負伏電壓的方法也可以使水產生普克爾斯效應,而且效果要比結晶物質高上10至20倍。
據介紹,利用普克爾斯效(xiào)應,可以將(jiāng)電(diàn)信號(hào)轉化為光信號,而普克爾斯效應越大,轉化效率也越高(gāo)。目前在光電子領域,科學家一直在使用結晶(jīng)體作(zuò)為光電轉化物,但結晶體(tǐ)的光電轉化(huà)效率並不(bú)高,因此科學家一直在尋找具有巨(jù)大普克爾斯效應的物質(zhì)。因(yīn)此對水的這種高效普克爾斯效應特性的發現,將在推動尋找(zhǎo)新型光(guāng)電轉(zhuǎn)化物方(fāng)麵起到至關重要的作用。
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更多>2018-10-12