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第八章 光在晶体中的传播
.
1
第八章 光在晶体中的传播
1、晶体双折射 2、单轴晶体光学公式 3、晶体光学器件 4、(椭)圆偏振光的产生和检验 5、偏振光干涉 6、旋光性 7、电光效应 8、偏振的矩阵表示
.
2
1、 晶体双折射
1?2
birefringence
一个绕着另一个转，偏振几乎正交 高低
.
3
Rasmus Bartholin (1625,–1698）
possible.
.
4
双折射光的偏振特点 eo
o光（Ordinary Light , 寻常光）
遵守折射定律
e光（Extra-ordinary light 非常光）不遵守折射定律
用检偏器来考察从晶体射出的两光束时， 就会发现它们都是线偏振光。
.
5
光轴： 光线在晶体中沿某一方向传播时不发生双折射现
象，这一方向称为晶体的光轴 (optical axis of crystal).
the birefringence of a light ray by Iceland crystal (calcite). He published an accurate
description of the phenomenon, but since the physical nature of light was poorly
Iceland crystal is a transparent variety of calcite, or crystallized calcium carbonate.
Rasmus Bartholin is remembered especially for his discovery (1669) of
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? ?
对单轴晶体，?x= ?y ? ?z ， (一般取z轴为晶体的光轴方向）
? 若E? z ,即E垂直于光轴，则D和E在 xy面内重合。
（对应于k//z ,显示光学各向同性）
? 在一般情形，D和E之间有一离散角
?，且D和E在xy平面的投影重合，D、 E、K、S和z轴共面，E,B,K正交， 因此 D,E,K,S ? H（B）. .
understood at the time, he was unable to explain it. It was only after Thomas
Young proposed the wave theory of light, c. 1801 that an explanation became
102o
光轴
78o
天然方解石晶体是一六面棱体 ,每一面都是菱形 ,大 角约为102o, 小角约为78o. 六面体中有两个相对的分别 由三个钝角围成的顶角 , 连接这两个顶角 , 与连线平行 的方向即是方解石光轴的方向 .
单轴晶体： 只有一个光轴的晶体 (如方解石、石英 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
双轴晶体： 有两个光轴的晶体 (如云母、硫磺 )
.
6
x
Electron cloud
+
z y
各向异性的 “机械模型”解释。
.
7
第一类 各向同性
第二类 单轴晶体
.
8
第三类 双轴晶体
.
9
晶体的光学各向异性
r D
?
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r gE
??Dx ?Dy
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0
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0
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0
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z
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r E?
r H
?
r S
P rr (射线方向)
rr r (D ? H ) P N(法线方向10)
.
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第八章 光在晶体中的传播
1、晶体双折射 2、单轴晶体光学公式 3、晶体光学器件 4、(椭)圆偏振光的产生和检验 5、偏振光干涉 6、旋光性 7、电光效应 8、偏振的矩阵表示
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1、 晶体双折射
1?2
birefringence
一个绕着另一个转，偏振几乎正交 高低
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3
Rasmus Bartholin (1625,–1698）
possible.
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4
双折射光的偏振特点 eo
o光（Ordinary Light , 寻常光）
遵守折射定律
e光（Extra-ordinary light 非常光）不遵守折射定律
用检偏器来考察从晶体射出的两光束时， 就会发现它们都是线偏振光。
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5
光轴： 光线在晶体中沿某一方向传播时不发生双折射现
象，这一方向称为晶体的光轴 (optical axis of crystal).
the birefringence of a light ray by Iceland crystal (calcite). He published an accurate
description of the phenomenon, but since the physical nature of light was poorly
Iceland crystal is a transparent variety of calcite, or crystallized calcium carbonate.
Rasmus Bartholin is remembered especially for his discovery (1669) of
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对单轴晶体，?x= ?y ? ?z ， (一般取z轴为晶体的光轴方向）
? 若E? z ,即E垂直于光轴，则D和E在 xy面内重合。
（对应于k//z ,显示光学各向同性）
? 在一般情形，D和E之间有一离散角
?，且D和E在xy平面的投影重合，D、 E、K、S和z轴共面，E,B,K正交， 因此 D,E,K,S ? H（B）. .
understood at the time, he was unable to explain it. It was only after Thomas
Young proposed the wave theory of light, c. 1801 that an explanation became
102o
光轴
78o
天然方解石晶体是一六面棱体 ,每一面都是菱形 ,大 角约为102o, 小角约为78o. 六面体中有两个相对的分别 由三个钝角围成的顶角 , 连接这两个顶角 , 与连线平行 的方向即是方解石光轴的方向 .
单轴晶体： 只有一个光轴的晶体 (如方解石、石英 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
双轴晶体： 有两个光轴的晶体 (如云母、硫磺 )
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6
x
Electron cloud
+
z y
各向异性的 “机械模型”解释。
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7
第一类 各向同性
第二类 单轴晶体
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8
第三类 双轴晶体
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晶体的光学各向异性
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P rr (射线方向)
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