生活中，当我们向装着水的杯子底部看时，就会觉得水好像变浅了，这是因为光在水中产生了折射的缘故。近日，东京理工大学和电气通信大学的研究小组通过通入电压的方式，成功地使光在水中的折射率发生大幅度改变，证实了水也具有“普克尔斯效应”。这项研究成果今后可能被应用于光通信领域。东京理工大学网站报道了这一消息。
在向结晶体施加电压时，根据正负电压的变化，光的折射率发生改变，从而使光的行进方向也发生改变，这种现象被称作“普克尔斯效应”。以往的试验已经证明，当水分子处于单体状态时，可以发生普克尔斯效应，但是在像水这样的液体中，由于水分子以任意方向聚集在一起，单体水分子的普克尔斯效应就会消失，因此水究竟能不能产生普克尔斯效应，如果能产生，效果如何，一直不为人所知。
日本研究人员认为，在插入水中的电极表面数纳米的范围内，当加入电压时水中将有可能出现普克尔斯效应，因此他们以此为着眼点展开了研究。他们将透明的电极放入水中，再让光线照射电极，观察其反射和透过电极的模式。结果显示，当电极中通入正伏电压时，电极表面的水的折射率发生了变化。从变化量上科学家计算出这时水折射率变小了，只有1.33至1.23，而当通入负伏电压时，水的折射率则会变大，增加为1.43。从这项试验可以看出，通过通入正负伏电压的方法也可以使水产生普克尔斯效应，而且效果要比结晶物质高上10至20倍。
据介绍，利用普克尔斯效应，可以将电信号转化为光信号，而普克尔斯效应越大，转化效率也越高。目前在光电子领域，科学家一直在使用结晶体作为光电转化物，但结晶体的光电转化效率并不高，因此科学家一直在寻找具有巨大普克尔斯效应的物质。因此对水的这种高效普克尔斯效应特性的发现，将在推动寻找新型光电转化物方面起到至关重要的作用。
(来源:科技日报)
