第七章光在晶體中的傳播PPT課件

1、第七章第七章光在晶體中的傳播光在晶體中的傳播Chap.7Optical Propagation in Crystals 主講人：李玲主講人：李玲 教授教授1. 1. 晶體的雙折射概念晶體的雙折射概念一束單色自然光垂直入射于晶體的表面一束單色自然光垂直入射于晶體的表面, ,進(jìn)入晶體進(jìn)入晶體后后, ,變?yōu)閮墒庾優(yōu)閮墒? .晶體繞入射光方向旋轉(zhuǎn)晶體繞入射光方向旋轉(zhuǎn), , 尋常光尋常光(O(O光光) )不動(dòng)不動(dòng), ,非常光非常光( (e e光光) )隨著晶體旋轉(zhuǎn)隨著晶體旋轉(zhuǎn). .光軸光軸: :晶體中有一個(gè)方向晶體中有一個(gè)方向, , 光沿這個(gè)方向傳播不發(fā)生雙折光沿這個(gè)方向傳播不發(fā)生雙折射射, ,這個(gè)

2、方向叫做光軸這個(gè)方向叫做光軸 ( (也叫晶軸也叫晶軸) ) 。主平面主平面: :包括光軸和光線本身的平面包括光軸和光線本身的平面, ,稱為該光線的主平面稱為該光線的主平面. . 尋常光和非常光尋常光和非常光: :尋常光（尋常光（OO光）光）： (1) (1) 是振動(dòng)面垂直與自己的主平面的線偏振光是振動(dòng)面垂直與自己的主平面的線偏振光; ; (3) (3) 沿各個(gè)方向折射率相同沿各個(gè)方向折射率相同, , 傳播速度相同傳播速度相同. .單軸晶體單軸晶體: :方解石方解石, ,冰冰, ,石英石英雙軸晶體雙軸晶體: : 云母云母, ,藍(lán)寶石藍(lán)寶石, ,晶體硫磺晶體硫磺(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) 是振動(dòng)面平行于自己的主平面的線偏振光是振動(dòng)面平行于自己的主平面的線偏振光; ;(2) (2) 一般不符合折射定律一般不符合折射定律, ,在垂直于光軸的方向在垂直于光軸的方向(3) (3) 沿不同的方向折射率不同沿不同的方向折射率不同, , 傳播速度不同傳播速度不同. . 當(dāng)當(dāng)o o光和光和e e光的主平面相互平行時(shí)光的主平面相互平行時(shí), ,兩光的振動(dòng)兩光的振動(dòng)面互相垂直面互相垂直。 對(duì)于對(duì)于e e光光, , 沿垂直于光軸的方向的折射率稱為主沿垂直于光軸的方向的折射率稱為主折射率折射率, ,記為記為n ne e。傳播

4、時(shí)符合折射定律傳播時(shí)符合折射定律. .沿光軸的方向折射率和速度與沿光軸的方向折射率和速度與OO光相同光相同. .2.2.光在單軸晶體中的波面圖光在單軸晶體中的波面圖晶體可分為晶體可分為正晶和負(fù)晶正晶和負(fù)晶. . veno) 的晶體的晶體, 叫做正晶叫做正晶. vevo (neno)的晶體的晶體, , 叫做負(fù)晶叫做負(fù)晶. . 對(duì)于鈉黃光對(duì)于鈉黃光, ,方解石晶體的折射率方解石晶體的折射率: :658. 1oovcn486. 1eevcne光沿垂直于光軸的方向光沿垂直于光軸的方向, 折射率最小折射率最小, 速度最大速度最大.對(duì)于鈉黃光對(duì)于鈉黃光, ,石英晶體的折射率石英晶體的折射率: :,54.

5、1oovcn.55. 1eevcne光沿垂直于光軸的方向光沿垂直于光軸的方向, 折射率最大折射率最大, 速度最小速度最小.yz光軸光軸xye(1)(1)負(fù)晶波面圖負(fù)晶波面圖OOtvotveeotvetvo 光軸光軸O-xyz是方解石晶體內(nèi)的三維坐標(biāo).t=0時(shí)刻自原點(diǎn)發(fā)出的光振動(dòng),在t時(shí)刻o光振動(dòng)傳到以v0t為半徑的球面上.因此,o光的波面圖是球面. e光波面圖是長軸為vet, 短軸為vot, 在光軸方向上外切球面的橢球面.eyz光軸光軸xyeo(2)(2)正晶的波面圖正晶的波面圖tvetvotve 光軸光軸tvo鈉黃光在石英晶體內(nèi)折射率鈉黃光在石英晶體內(nèi)折射率: :54. 1on55. 1en

6、(1)(1)作圖法確定光在各向同性介質(zhì)作圖法確定光在各向同性介質(zhì)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用惠更斯原理確定反射光的傳播方向用惠更斯原理確定反射光的傳播方向. .3. 3. 用惠更斯原理確定反射光和折射光傳播方向用惠更斯原理確定反射光和折射光傳播方向用惠更斯原理確定折射光的傳播方向用惠更斯原理確定折射光的傳播方向空氣空氣晶體晶體（a a）方解石）方解石486. 1en658. 1on.486. 1658. 1eooennvv光軸平行于入射面光軸平行于入射面. .光軸光軸(2)(2)用惠更斯作圖法確定光在晶體中的傳播方向用惠更斯作圖法確定光在晶體中的傳播方向空氣空氣晶體晶體(b)(b)方解石方解石,486. 1en658. 1on光軸平行于入射面光軸平行于入射面. .486. 1658. 10eoennvv(c) (c) 石英石英( (正晶正晶) ),55. 1en