Анизотропия при деформации

В твердых телах под действием упругих механических напряжений изменяется показатель преломления вещества. Этот явление называется фотоупругостью, а связанные с ним эффекты – фотоупругими эффектами. Частным случаем такого эффекта является акустооптический эффект, возникающий под действием акустических механических воздействий на вещество. Линейный фотоупругий эффект заключается в том, что показатель преломления среды изменяется пропорционально механической деформации. Линейный фотоупругий эффект проявляется во всех кристаллах и аморфных средах. В частности, он заметно проявляется в стеклах, плавленом кварце, кремнии и германии. Под действием одномерной деформации (сжатие или растяжение) изотропная среда становится анизотропной, одноосной с оптической осью Z и совпадающей с направлением механической деформации (рис. 1).

Рис.1. Искусственная анизотропия: а – фотоупругая; б – электрооптическая

При распространении света в плоскости, перпендикулярной наведенной оптической оси, наблюдается двулучепреломление. Экспериментально установлена следующая связь между показателями преломления необыкновенной и обыкновенной волн в направлении, перпендикулярном оптической оси.

, (1)

где b – постоянная, характеризующая свойства вещества; F – приложенная сила; S – поперечное сечение тела. Разность может принимать как положительные, так и отрицательные значения.

При воздействии деформаций общего типа на среду или устройства ВОСП, например изгиб ОВ, их диэлектрическая проницаемость или показатель преломления приобретают тензорный характер.

С использованием фотоупругого эффекта разработаны ответвители оптической мощности, акустооптические модуляторы света, микрофоны устройства коррекции поляризации и др.