光的双折射及应用共63页
光双折射效应讲解与应用
5.1.2 光的双折射效应
• 任何非偏振光线进入各向异性晶体后，将折射分 成两束正交的线性偏振光，以不同的偏振态和相 速度经历不同的折射率传输，如图5.1.3所示，这 种现象称为双折射；
• 在单轴晶体中，两个正交的偏振光称为寻常光（o） 和非寻常光（e）。寻常光在所有的方向具有相同 的相速度，它的表现就像普通的电磁波，电场垂 直于相速度传输的方向。非寻常光的相速度与传 输方向和它的偏振态有关，而且电场也不垂直于 相速度传输的方向。
图5.1.4 入射光与光轴方向不同出现两种不 同的情况
光的双折射效应讲解和应用
e光和o光 的波前
非偏振光 光轴
（a）入射光与光轴平行，不发生双折射， 也没有速度差
o光 的波前
非偏振光
e光 的波前
o光 的波前
非偏振光
e光 的波前
光轴
（b）入射光与光轴垂直，不发生双折射， 但又速度差
非偏振光
光轴
（c）入射光与光轴成一定角度， 发生双折射，并有速度差
E
寻常光
光轴(在该页 纸平面内)
• 方解石是一种负单轴晶体，沿一定的晶体平面把 晶体切成菱面体，晶面是一个平行四边形（相邻 两角的角度是78.08o和101.92o），包含光轴并与 一对晶体表面垂直的方解石菱晶平面叫主截面。
• 当非偏振光或自然光以法线射入方解石晶体时， 于是也与主截面成法线，而于光轴成一定的角度。 入射光分成相互正交的寻常光和非寻常光两束光， 在主截面平面内也包含入射光。寻常光具有垂直 于光轴的场振荡，它遵守斯奈耳定律，即光进入 晶体不偏转，于是E场振荡的方向必须从该页纸 出来或进去（用黑点表示），是寻常光。
• 利用双折射可制成偏振分束器（PBS）。
《光学原理与应用》之双折射原理及应用
双折射原理及应用双折射（birefringence ）是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
它们为振动方向互相垂直的线偏振光。
当光射入各向异性晶体（如方解石晶体）后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。
两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o表示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。
晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即o光和e光重合，在该方向o光和e光的折射率相等，光的传播速度相等。
这个特殊的方向称为晶体的光轴。
光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。
晶体中某条光线与晶体的光轴所组成的平面称为该光线的主平面。
o光的主平面，e光的光振动在e光的主平面内。
如何解释双折射呢？惠更斯有这样的解释。
1寻常光（o光）和非常光（e光）一束光线进入方解石晶体（碳酸钙的天然晶体）后，分裂成两束光能，它们沿不同方向折射，这现象称为双折射，这是由晶体的各向异性造成的。
除立方系晶体（例如岩盐）外，光线进入一般晶体时，都将产生双折射现象。
显然，晶体愈厚，射出的光束分得愈开。
当改变入射角i时，o光恒遵守通常的折射定律，e光不符合折射定律。
2.光轴及主平面。
改变入射光的方向时，我们将发现，在方解石这类晶体内部有一确定的方向，光沿这个方向传播时，寻常光和非常光不再分开，不产生双折现象，这一方向称为晶体的光轴。
天然的方解石晶体，是六面棱体，有八个顶点，其中有两个特殊的顶点A和D,相交于A D两点的棱边之间的夹角，各为102°的钝角.它的光轴方向可以这样来确定，从三个钝角相会合的任一顶点（A或D）引出一条直线，使它和晶体各邻边成等角，这一直线便是光轴方向。
当然，在晶体内任何一条与上述光轴方向平行的直线都是光轴。
晶体中仅具有一个光轴方向的，称为单轴晶体（例如方解石、石英等）。
有些晶体具有两个光轴方向，称为双轴晶体（例如云母、硫磺等）。
双折射
偏振片M
...
单色 自然光
波片 A Ao
偏振片N
a Ae
Ao Ae 主截面
一对 相干光
d
光轴
偏振化方向
结束 返回
Ae = A cos a
Ao = A sina
A´ = Ae sina e
= A cosa sina ´ Ao = Ao cos a Ao N A´ o 轴 光
A
M Ae
a a
a
a
A´ e
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
结束 返回
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
结束 返回
三、光轴、主平面 光轴：在方解石这类晶体 中存在一个特殊的方向， 当光线沿这一方向传播时 不发生双折射现象。称这 一方向为晶体的光轴。
102 78
0 0
102
0
光轴
尼科耳棱镜的制作过程
71
0
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
涂上加拿大树胶
结束 返回
尼科耳棱镜的制作过程
68
0
结束 返回
五、尼科耳棱镜 A M 22 自然光 90 加拿大树胶 ..... e. . . o 光 φ .. 68 .. N 轴 C
结束 返回
d
高二物理竞赛课件：光的双折射
1）去掉 p, p' 保留 p1, p2 无（两振动互相垂直）
2）去掉 p' 保留 p, p1, p2 无（两振动互相垂直）
3）去掉 p 保留 p', p1, p2 无（无恒定相位差）
4） p1, p2 , p, p' 都保留 . 有
返回 退出
光轴 主平面 在晶体中存在一个特殊的方向，沿该方向不会
有反射光干扰的橱窗 在照相机镜头前加偏振 片消除了反射光的干扰
返回 退出
讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 i0）.
i0
i0
i0
i
i
i
返回 退出
讨论 如图的装置 p1, p2 , p, p' 为偏振片，
问下列四种情况，屏上有无干涉条纹？
p2 s1 p' s
p2
p
p'
p 45 1
p p1 s2
实验证明：o光的光振动方向垂直于它的主平面， e光的光振动方向平行于它的主平面。
o光的光矢量总与光轴垂直， e光的光矢量可与光轴有不同的夹角。
光轴方向
e o
光轴方向
e光主平面
e光 o光
o光主平面
返回 退出
单轴晶体的子波波阵面
各向异性晶体
e 与方向有关 v 1 e
晶体内光的传播速度与光的传播方向有关 光在晶体内传播速度的大小和光矢量与光轴间的 相对取向密切相关。
光的双折射
光的双折射 一、寻常光和非常光
一束光经各向异性晶体（如方解石、 石英等） 折射后可分成两束光线的现象称为双折射。
若旋转晶体， o光不动，e光 随晶体转动。
寻常光（o光） ：恒遵守折射定律的光线。 非常光（e光） ：不遵守折射定律的光线。 o光与e光都是线偏振光，但光振动的方向不相同。
《双折射现象》课件
通过利用晶体或塑料等材料制造的特殊透镜，可以实现对不同偏振状态
光的分离和操控。
02
光学通信
在光纤通信中，双折射现象可用于实现光的偏振复用，从而提高通信容
量和传输速率。通过在光纤中引入双折射效应，可以实现信号的并行传
输和信号的解调。
03
光学传感
双折射现象还可以应用于光学传感领域，如压力、温度、磁场等物理量
的测量。通过利用双折射现象对光的偏振状态的影响，可以实现对物理
量的敏感测量。
02
双折射现象的物理原理
光的波动性
光的波动性是指光在传播过程中表现出的振动特性。光波是一种横波，具有振动 方向与传播方向垂直的特性。
当光波通过某些介质时，由于介质中分子或原子对光的振动方向产生影响，导致 光波的振动方向发生变化，从而影响光的传播方向。
光的偏振
光的偏振是指光波的振动方向在某一特定平面内。自然光中 ，光波的振动方向是随机的，但在特定条件下，光波的振动 方向可以被限制在某一特定平面内。
偏振光在某些介质中传播时，其传播方向会受到介质中分子 或原子的影响，从而表现出不同的光学性质。
双折射的物理机制
双折射是指当光线通过某些晶体或其它双折射介质时，光波会分裂成两 个偏振方向相互垂直、传播速度不同的光线，这种现象称为双折射。
双折射现象在光学通信和信息处理中有重要的应用，如光子晶体光纤、量子通信等，利用双折射现象可 以实现高速、大容量的信息传输和处理。
双折射现象的研究趋势与展望
探索新型双折射材料
随着科技的发展，新型材料的不断涌现，探索具有更高双折射 系数、更稳定的新型双折射材料是未来的研究趋势之一。
深入研究双折射机制
目前对双折射机制的理解还不够深入，未来需要进一步深 入研究光与物质相互作用机制，揭示双折射现象的本质。
双折射现象实验
双折射现象实验引言：双折射是指当光线从一个介质进入另一个具有不同折射率的介质时，会发生折射方向发生改变的现象。
这种现象的研究对于理解光的性质和物质特性非常重要。
本文将详细介绍双折射现象实验的定律、实验准备和过程，并讨论它的应用和其他专业性角度。
一、定律：1. 双折射定律：当光线进入具有双折射性质的介质时，其折射方向会发生改变。
在某些情况下，光线甚至会分裂成两束互相垂直的光线，这被称为双折射。
2. 双折射的特征：双折射现象主要发生在具有非中心对称晶体结构的材料中，如石英、长石等。
双折射材料分为正负双折射，其特征为光线进入材料后会分裂成两束不同方向的光线，其中一束光线速度较慢，被称为普通光线；另一束光线速度较快，被称为快光线。
3. 双折射的原理：双折射现象是由于材料的晶格结构对光的响应不同引起的。
不同的晶格结构会导致光的振动在晶体中以不同的速度传播，从而产生双折射现象。
二、实验准备：1. 实验器材：- 光源：可选择激光器或白光LED作为光源，激光器光线更为集中，有利于获得清晰的双折射图案。
- 双折射样品：如石英晶体或长石切片。
- 旋转平台：用于调整和测量样品的角度。
- 偏光片：用于调整光的振动方向。
- 探测器或观察镜：用于观察和测量光的方向和强度。
2. 实验环境：为了减小外界光线对实验的干扰，可以选择在暗室或遮光箱中进行实验。
此外，为了保证测量的准确性，可采用稳定的温度和湿度条件。
三、实验过程：1. 调整光源：将光源放置在适当的位置，确保光线直射样品。
2. 放置偏光片：将一块偏光片放在光源与样品之间，调整偏光片的角度，使得透过的光线只有一个方向的振动。
3. 观察双折射图案：将双折射样品放置在光源和观察器之间，观察双折射图案。
可以通过调整样品的角度和偏光片的角度来观察光线的变化。
不同的样品和角度可能会显示出不同的双折射图案，如一束光线分裂成两束或一个光束分裂成多束等。
4. 测量双折射角度：使用旋转平台调整样品的角度，同时观察双折射图案，测量双折射角度的变化。
光的双折射
90 A 48
68
B
加拿大树胶 D
e光
O光
C
no 1.658 ne 1.486 n胶 1.55
尼科耳棱镜可用于起偏和检偏
0 90
3.O光和e光的偏振态
（1）晶体的光轴 在方解石这类晶体中存 在一个特殊的方向，当 光线沿这一方向传播时 不发生双折射现象
分类： 单轴晶体 双轴晶体
102 A 光轴102 102 Nhomakorabea78
78
78
D 光轴
（2）晶体的主截面 当光在一晶体表面入射时，此表面的法线与光
轴所成的平面.
(3)光线的主平面： 折射光与光轴构成的平面
不遵守折射定律，一般不在入射面内
sin i
sin
ne
恒量
实验证明： O 光和e光均为偏振光.
A
B
o
e D
C
oe
2.产生双折射的原因
晶体的各向异性
寻常光线:在晶体中各方向 上传播速度相同.
nΟ
c vΟ
常量
光轴
非常光线:晶体中各方向 上传播速度不同,随方向
ve
vO
改变而改变.
ne
c ve
ne 为主折射率
A
M
68
C
N
将端面与一邻边的夹角由710磨制为680, 用加拿大树胶粘合两个剖面
自然光
22 方解石
no 1.65 ne 1.48 加拿大树胶：n=1.53
在加拿大树胶与方解石的分界面上，o光从光密到 光疏，入射角为770，超过发生全反射的临界角，发 生全反射而被涂黑的底边吸收，e光不会发生类似情 况。由此达到起偏目的。
o光振动 它的主平面 一般，二者主平面不重合
17.11光的双折射现象
17.11 光的双折射现象
3 主截面： 光轴与晶面法线组成的平面 入射线在主截面内时,两条折射线均在主截 面内
光轴
109
71
71
光轴
109
e光
o光
17.11 光的双折射现象
四 正晶体与负晶体 o光波面:球面 e光波面:旋转椭 球面 光轴方向相切 ( vo ve )
光轴 光轴
*
17.11 光的双折射现象
一 晶体的双折射现象 双折射现象:光进入各向异性介质(双折射 晶体)时,介质中出现o光和e光两条折射光线.
17.11 光的双折射现象
折射定律
双折射现象
方解石晶体
i
n
玻璃
动 光 学 波动光学
sin i n 恒量 sin
17.11 光的双折射现象
o
e
o
e
o、e光均为
2 寻常光线: 在晶体中各方向上传播速度相 同. c no 常量 vo 1 非常光线: 晶体中各方向上传播速度不 同,随方向改变而改变.
c ne ve
no 、ne
：称为主折射率
17.11 光的双折射现象
三 光轴及主平面
1光轴:晶体内的特 定方向,在该方向,o 光和e 光的传播速 度相等 任何平行于光轴 的直线都是光轴
线偏振光：
1寻常光o (ordinary ray): 遵守折射定律,在入射面内
sin i n0 恒量 sin
17.11 光的双折射现象
2 非常光e (exotic ray): 不遵守折射定律,一般不在入射面内
sin i ne 恒量 sin
17.11 光的双折射现象
二 理论解释
大学物理：17-16 光的双折射
4 尼科耳棱镜 no = 1.658 ne = 1.486 n胶 = 1.55
加拿大树胶
90o A
D
48o
e光
ห้องสมุดไป่ตู้
68o
B
O光
C
在加拿大树胶与方解石的分界面上，o光从光密到 光疏，入射角为770，超过发生全反射的临界角，发 生全反射而被涂黑的底边吸收，e光不会发生类似情 况。由此达到起偏目的。
尼科耳棱镜可用于起偏和检偏
§17-16 光的双折射
1 双折射的寻常光和非寻常光
折射定律
i
双折射现象
方解石晶体
nγ
玻璃
sini = n = 恒量
sin r
波 动动光光学学
光通过双折射晶体
寻常光线（o光）(ordinary rays)
服从折射定律的光线 非常光线（e光）(extraordinray rays)
不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射面内）
实验证明： O 光和 e 光均为偏振光.
A
B
o
e D
C
oe
产生双折射的原因
寻常光线 在晶体中
各方向上传播速度相同.
光轴
nΟ
=
c vΟ
= 常量
非常光线 晶体中各
ve
方向上传播速度不同,随
方向改变而改变.
ne
=
c ve
ne 为主折射率
O光波阵面
vO
e 光波阵面
2. 光轴 主平面
• 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生
α = 0o α = 90o
教学基本要求
1 理解自然光与偏振光的区别; 2 理解布儒斯特定律和马吕斯定律; 3 了解双折射现象 ; 4 了解线偏振光的获得方法和检验方法 .
《光学原理与应用》之双折射原理及应用
双折射原理及应用双折射（birefringence）是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
它们为振动方向互相垂直的线偏振光。
当光射入各向异性晶体(如方解石晶体)后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。
两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o表示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。
晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即o光和e光重合，在该方向o光和e光的折射率相等，光的传播速度相等。
这个特殊的方向称为晶体的光轴。
光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。
晶体中某条光线与晶体的光轴所组成的平面称为该光线的主平面。
o光的主平面，e光的光振动在e光的主平面内。
如何解释双折射呢？惠更斯有这样的解释。
1．寻常光（o光）和非常光（e光）一束光线进入方解石晶体（碳酸钙的天然晶体）后，分裂成两束光能，它们沿不同方向折射，这现象称为双折射，这是由晶体的各向异性造成的。
除立方系晶体（例如岩盐）外，光线进入一般晶体时，都将产生双折射现象。
显然，晶体愈厚，射出的光束分得愈开。
当改变入射角i时，o光恒遵守通常的折射定律，e光不符合折射定律。
2．光轴及主平面。
改变入射光的方向时，我们将发现，在方解石这类晶体内部有一确定的方向，光沿这个方向传播时，寻常光和非常光不再分开，不产生双折现象，这一方向称为晶体的光轴。
天然的方解石晶体，是六面棱体，有八个顶点，其中有两个特殊的顶点A和D，相交于A、D两点的棱边之间的夹角，各为102°的钝角．它的光轴方向可以这样来确定，从三个钝角相会合的任一顶点（A或D）引出一条直线，使它和晶体各邻边成等角，这一直线便是光轴方向。
当然，在晶体内任何一条与上述光轴方向平行的直线都是光轴。
晶体中仅具有一个光轴方向的，称为单轴晶体（例如方解石、石英等）。
有些晶体具有两个光轴方向，称为双轴晶体（例如云母、硫磺等）。
双折射
11-12 双折射
2
(n0
ne )d
=
2k (2k 1)
相长 相消
第十一章 光学
物理学
第五版
11-12 双折射
偏振光干涉小结：
1 均匀玻片 单色光，光强随玻片转动而 变化；白光，颜色变化。
2 非均匀玻片 单色光，屏幕上出现干涉 条纹；白光，屏幕上出现彩色条纹。
3 透明塑料代替玻片 屏幕上出现彩色图 案，且随应力而变。
,π 2
李萨如图
1 m 2 n
测量振动频率 和相位的方法
第十一章 光学
物理学
第五版
实验装置
11-12 双折射
第十一章 光学
物理学
第五版
11-12 双折射
自然光入射晶片，出射光仍为自然光。那
么线偏振光入射晶片，出射光为何？
线偏振光
i=0
A 光轴
oe
B
o光波面
d
e光波面
oe
光轴
Ee E
E0
第十一章 光学
o e
第十一章 光学
oe
oe
物理学
第五版
波晶片 移相器件
11-12 双折射
第十一章 光学
物理学
第五版
11-12 双折射
1/4玻片 L ,
4
2
1/2玻片
L ,
2
第十一章 光学
物理学
第五版
四 圆和椭圆偏振光的获得
11-12 双折射
两个相互垂直的同频率 x A1 cos(t 1)
(no ne )d
k
PA
1
Ae A2
Ao AP
12
第十一章 光学
光的双折射
k 1,2 ,亮 2k ( 2k 1 ) k 1,2 ,暗
色偏振
三、人为双折射现象
某些晶体在受到外界作用时失去各向同性的性质， 也呈现双折射现象。 1、光弹性效应——应力双折射 在机械应力作用下，显示光学各向异性
K 比例系数 P 应力（压强）
no ne KP
自然光
no>1.550 ne<1.550
e光
o光 n=1.550
o光发生全反射，而e光通过，从而获得偏振光。
二、晶体的光轴与光线的主平面
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双 折射，该方向称为晶体的光轴。
“光轴”是一特殊的“方向”,不是指一条直线。
凡平行于此方向的直线均为光轴。
102° A
单轴晶体：只有一个光轴的晶体
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
e光围绕o光旋转
双 折 射
o光不动
方解石 晶体
光 光
尼科尔棱镜 加拿大树胶 方解石
P1
F
C
P2
S
. .
旋光物体 过滤器
未放置C，P2后视场黑暗 放置C后，旋转P2一定角度，视场又变黑暗
1、不同的旋光物质可以使线偏振光的振动面 向不同方向旋转。 右旋物质 左旋物质
2、振动面的旋转角与波长有关， 波长给定则与旋光物质的厚度d 有关。
光的双折射现象
选择吸收的性能。例如，电气石对O 光的吸收能力特别 强，结果就只剩下e 光穿出晶体。
•• 波晶片〔波片〕
厚度为d ,光轴与两个外表平行 的双折射晶体薄片称为波片。
石英
当自然光垂直入射时，由晶体 光轴
出射的是振动方向相互垂直的 线偏振光，它们沿原入射方向 同向传播，但传播速度不同。
D
C
•••
O
• •e
O
•e
光从光密到光疏 折射光要偏离法线
•
A
B
方解石 ne 1.4864 no 1.6584 Ve主 V0
在棱镜BCD中，传播的
O光和e光波面与入射面
相截成两个同心圆。
O 光振动垂直 于光线和光轴 组成的平面。
O •e
e 光振动平行ຫໍສະໝຸດ 于光线和光轴 组成的平面。•• 二向色性人造偏振片
ne主
no
ne ne主
方解石
1.4864
1.6584
石英
1.5534
1.5443
对波长为589.3纳米的钠黄光
•• 平行光倾斜入射，光轴在入射面内， 光轴与晶体外表斜交
A
E
光轴
F
•
•
Oe
Oe
如果光轴不在入射面内，球面和椭球面相切的点， 就不会在入射面内，那么 O光、e 光振动方向并不 相互垂直。
•• 平行光垂直入射，光轴在入射面内， 光轴与晶体外表斜交
A
•
C 680
220
e
•O 760
M N
方解石的折射率n0=1.658, ne 1.486 加拿大树胶的折射率n=1.55，O光入射角大于
《光学原理与应用》之双折射原理及应用
《光学原理与应用》之双折射原理及应用------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx双折射原理及应用双折射（birefringence）是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。
它们为振动方向互相垂直的线偏振光。
当光射入各向异性晶体(如方解石晶体)后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。
两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o表示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。
晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即o光和e光重合，在该方向o光和e 光的折射率相等，光的传播速度相等。
这个特殊的方向称为晶体的光轴。
光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。
晶体中某条光线与晶体的光轴所组成的平面称为该光线的主平面。
o光的主平面，e 光的光振动在e光的主平面内。
如何解释双折射呢？惠更斯有这样的解释。
1．寻常光（o光）和非常光（e光）一束光线进入方解石晶体（碳酸钙的天然晶体）后，分裂成两束光能，它们沿不同方向折射，这现象称为双折射，这是由晶体的各向异性造成的。
除立方系晶体（例如岩盐）外，光线进入一般晶体时，都将产生双折射现象。
显然，晶体愈厚，射出的光束分得愈开。
当改变入射角i时，o光恒遵守通常的折射定律，e光不符合折射定律。
2．光轴及主平面。
改变入射光的方向时，我们将发现，在方解石这类晶体内部有一确定的方向，光沿这个方向传播时，寻常光和非常光不再分开，不产生双折现象，这一方向称为晶体的光轴。
天然的方解石晶体，是六面棱体，有八个顶点，其中有两个特殊的顶点A和D，相交于A、D两点的棱边之间的夹角，各为102°的钝角．它的光轴方向可以这样来确定，从三个钝角相会合的任一顶点（A或D）引出一条直线，使它和晶体各邻边成等角，这一直线便是光轴方向。
光的双折射效应讲解和应用
5.2.1 相位延迟片和相位补偿器
• 使正单轴晶体（如石英）片的光轴沿 z 方向， 并平行于薄片的两个解理面，如图1.3.22所示， 假如线性偏振光 E 以法线方向入射到薄片解理 面上，此时光束就不会发散成两束分开的光， 而是沿 y 方向的一束光，即没有双折射。虽然 寻常光和非寻常光在同一方向传输，但却有不 同的速度，尽管从同一方向出去，但是离开出
5.1.2 光的双折射效应
• 任何非偏振光线进入各向异性晶体后，将折射分 成两束正交的线性偏振光，以不同的偏振态和相 速度经历不同的折射率传输，如图5.1.3所示，这 种现象称为双折射；
• 在单轴晶体中，两个正交的偏振光称为寻常光（o） 和非寻常光（e）。寻常光在所有的方向具有相同 的相速度，它的表现就像普通的电磁波，电场垂 直于相速度传输的方向。非寻常光的相速度与传 输方向和它的偏振态有关，而且电场也不垂直于 相速度传输的方向。
电子极化有关，电子极化又与晶体方向有关，所 以晶体的折射率与传输光的电场方向有关。
• 大部分非晶体材料，例如玻璃和所有的立方晶体 是光学各向同性材料，即在每个方向具有相同的 折射率。
• 所有其他晶体，如方解石（CaCO3）、鈮酸锂 （LiNbO3）和液晶（LCD），它们的折射率都与 传输方向和偏振态有关，这种材料叫做各向异性 材料，如图5.1.2所示。
• 通常，双色性取决于光的波长，例如铝硼矽酸盐 晶体对寻常光的吸收比对非寻常光的吸收更强。
5.1.5 光纤双折射效应
当纤芯和包层折射率差远远小于 1 时，场的（z）轴向电场分量 Ez 和磁场分 量 Hz 很小，因此，弱导光纤中 HE11 模近似为线偏振模，并记为 LP01，它有两 个沿 x 方向和 y 方向的偏振模，具有相同的传输常数（ x y ）和截止频率 V （V 2.405），因此 LP01 模包括两个正交的线偏振模 LP0x1 和 LP0y1 ，在理想光纤的 情况下，它们相互简并在一起。