Electroconstricción

1. Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica Electroconstricción Ileana Guízar Iturbide

2. Contenido • Definición • Punto de vista macroscópico • Punto de vista microscópico • Capacitor inmerso en un líquido dieléctrico • Modificación de las propiedades ópticas • Aplicaciones • Materiales • Bibliografía

3. Definición • La electroconstricción es la tendencia de los materiales para llegar a ser más densos en la presencia de un campo eléctrico.

4. La energía potencial por unidad de volumen de un material: F  Punto de vista macroscópico Placa dieléctrica cerca de un capacitor de placas paralelas • Consecuentemente la energía potencial total del sistema u dVaumenta.

5. F p Punto de vista microscópico Una molécula cercana a un capacitor de placas paralelas En presencia del campo E 

6. Capacitor inmerso en un líquido dieléctrico • Se incrementa la densidad en esta región . • Su constante dieléctrica cambia de su valor original o al valor o+ , donde:

7. Y la densidad de energía del campo: • Si sabemos que u = w  • El trabajo w 

8. Despejando pst  • Donde al término: Se le conoce como la constante electroconstrictiva

9. Podemos calcular el cambio en densidad como: • Donde se iguala  con la presión electroconstrictiva: • Donde:

10. Comparando: • En el caso donde E representa un campo óptico:

11. Modificación de las propiedades ópticas • La susceptibilidad en la presencia de un campo óptico: Sabemos que: • Y con el valor de 

12. Reduciendo: • Por simplicidad: • Sustituyendo: • La amplitud compleja de la polarización no lineal que resulta puede ser representada como:

13. Se despeja  y se sustituye: • Para representar este resultado en términos de una susceptibilidad convencional de tercer orden, definida a través de: • Finalmente:

14. Aplicaciones • Dispersión estimulada Brillouin • Dispersión estimulada Rayleigh

15. Materiales • Cristales como el titanato de bario y el Zirconato de Titanio muestran este efecto en un alto grado. • Son muy útiles en acústica.

16. Bibliografía • Robert W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic Press, Inc.) • http://www.optics.rochester.edu/workgroups/boyd/papers/Boyd_JMO_99.pdf • http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_3/backbone/r3_6_1.html#_dum_2