第七章光在晶体中的传播PPT课件

1、第七章第七章光在晶体中的传播光在晶体中的传播Chap.7Optical Propagation in Crystals 主讲人：李玲主讲人：李玲 教授教授1. 1. 晶体的双折射概念晶体的双折射概念一束单色自然光垂直入射于晶体的表面一束单色自然光垂直入射于晶体的表面, ,进入晶体进入晶体后后, ,变为两束光变为两束光. .晶体绕入射光方向旋转晶体绕入射光方向旋转, , 寻常光寻常光(O(O光光) )不动不动, ,非常光非常光( (e e光光) )随着晶体旋转随着晶体旋转. .光轴光轴: :晶体中有一个方向晶体中有一个方向, , 光沿这个方向传播不发生双折光沿这个方向传播不发生双折射射, ,这个

2、方向叫做光轴这个方向叫做光轴 ( (也叫晶轴也叫晶轴) ) 。主平面主平面: :包括光轴和光线本身的平面包括光轴和光线本身的平面, ,称为该光线的主平面称为该光线的主平面. . 寻常光和非常光寻常光和非常光: :寻常光（寻常光（OO光）光）： (1) (1) 是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光; ; (3) (3) 沿各个方向折射率相同沿各个方向折射率相同, , 传播速度相同传播速度相同. .单轴晶体单轴晶体: :方解石方解石, ,冰冰, ,石英石英双轴晶体双轴晶体: : 云母云母, ,蓝宝石蓝宝石, ,晶体硫磺晶体硫磺(2) (2) 符合折射定律和反射定

3、律符合折射定律和反射定律; ;非常光非常光( (e光光): ):(1) (1) 是振动面平行于自己的主平面的线偏振光是振动面平行于自己的主平面的线偏振光; ;(2) (2) 一般不符合折射定律一般不符合折射定律, ,在垂直于光轴的方向在垂直于光轴的方向(3) (3) 沿不同的方向折射率不同沿不同的方向折射率不同, , 传播速度不同传播速度不同. . 当当o o光和光和e e光的主平面相互平行时光的主平面相互平行时, ,两光的振动两光的振动面互相垂直面互相垂直。 对于对于e e光光, , 沿垂直于光轴的方向的折射率称为主沿垂直于光轴的方向的折射率称为主折射率折射率, ,记为记为n ne e。传播

4、时符合折射定律传播时符合折射定律. .沿光轴的方向折射率和速度与沿光轴的方向折射率和速度与OO光相同光相同. .2.2.光在单轴晶体中的波面图光在单轴晶体中的波面图晶体可分为晶体可分为正晶和负晶正晶和负晶. . veno) 的晶体的晶体, 叫做正晶叫做正晶. vevo (neno)的晶体的晶体, , 叫做负晶叫做负晶. . 对于钠黄光对于钠黄光, ,方解石晶体的折射率方解石晶体的折射率: :658. 1oovcn486. 1eevcne光沿垂直于光轴的方向光沿垂直于光轴的方向, 折射率最小折射率最小, 速度最大速度最大.对于钠黄光对于钠黄光, ,石英晶体的折射率石英晶体的折射率: :,54.

5、1oovcn.55. 1eevcne光沿垂直于光轴的方向光沿垂直于光轴的方向, 折射率最大折射率最大, 速度最小速度最小.yz光轴光轴xye(1)(1)负晶波面图负晶波面图OOtvotveeotvetvo 光轴光轴O-xyz是方解石晶体内的三维坐标.t=0时刻自原点发出的光振动,在t时刻o光振动传到以v0t为半径的球面上.因此,o光的波面图是球面. e光波面图是长轴为vet, 短轴为vot, 在光轴方向上外切球面的椭球面.eyz光轴光轴xyeo(2)(2)正晶的波面图正晶的波面图tvetvotve 光轴光轴tvo钠黄光在石英晶体内折射率钠黄光在石英晶体内折射率: :54. 1on55. 1en

6、(1)(1)作图法确定光在各向同性介质作图法确定光在各向同性介质界面上的反射和折射光方向界面上的反射和折射光方向. .n1n2用惠更斯原理确定反射光的传播方向用惠更斯原理确定反射光的传播方向. .3. 3. 用惠更斯原理确定反射光和折射光传播方向用惠更斯原理确定反射光和折射光传播方向用惠更斯原理确定折射光的传播方向用惠更斯原理确定折射光的传播方向空气空气晶体晶体（a a）方解石）方解石486. 1en658. 1on.486. 1658. 1eooennvv光轴平行于入射面光轴平行于入射面. .光轴光轴(2)(2)用惠更斯作图法确定光在晶体中的传播方向用惠更斯作图法确定光在晶体中的传播方向空气空气晶体晶体(b)(b)方解石方解石,486. 1en658. 1on光轴平行于入射面光轴平行于入射面. .486. 1658. 10eoennvv(c) (c) 石英石英( (正晶正晶) ),55. 1en