光學(xué)-ch5-9人為雙折射

1.應(yīng)力雙折射——光彈性效應(yīng)光彈性效應(yīng)：各向同性介質(zhì)由于外界機(jī)械應(yīng)力的作用而引起的類似于單軸晶體的光學(xué)各向異性現(xiàn)象。光軸方向：外力作用方向具有顯著光彈性光學(xué)效應(yīng)的材料：玻璃、塑料、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)玻璃等。應(yīng)力光學(xué)定律：no

ne

KPP：作用應(yīng)力（壓應(yīng)力為正，no-ne>0；拉應(yīng)力為負(fù)，no-ne<0）K：（>0）為應(yīng)力光學(xué)常數(shù)說(shuō)明：光學(xué)材料的加工過(guò)程可能會(huì)給材料

留下殘余的機(jī)械應(yīng)力。另外，在熔煉過(guò)程中，如果沒(méi)有很好地使材料退火，也會(huì)在材料 留下殘余的熱應(yīng)力。特點(diǎn)：當(dāng)透明材料

各處受力不均勻時(shí)，自各處透過(guò)的o光和e光的相位差不同。利用偏振光

原理，可獲得與材料體內(nèi)應(yīng)力分布對(duì)應(yīng)的圖樣。應(yīng)力大（?。┑膮^(qū)域

條紋密集（稀疏）。通過(guò)分析

圖樣，可確定出材料

各處受外力或內(nèi)應(yīng)力作用的大小和方向。在側(cè)向應(yīng)力作用下，透明材料可使透過(guò)的o光和e光產(chǎn)生相位差：

2

n

n L

2

LKPo

e光彈性效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置P2P1檢偏器受力透明介質(zhì)板起偏器觀察平面光測(cè)彈性——利用偏振光的

來(lái)測(cè)定物體

應(yīng)力分布受壓環(huán)形樹(shù)脂板受力結(jié)構(gòu)模型引起的偏光圖樣受壓圓盤的暗場(chǎng)圖樣受壓圓盤的亮場(chǎng)圖樣巴黎圣母院飛拱結(jié)構(gòu)的（受力）塑料模型——偏振光圖樣有機(jī)玻璃由于應(yīng)力的顯色偏振A

picture

of

plastic

utensils

created

usingphotoelasticity2.電光效應(yīng)——電場(chǎng)引起的雙折射①

效應(yīng)——橫向電光效應(yīng)某些各向同性介質(zhì)因外電場(chǎng)的作用而引起的的光學(xué)各向異性現(xiàn)象。特點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間極快（10-9s量級(jí)），且隨外場(chǎng)的

而

。對(duì)于單向電場(chǎng)，介質(zhì)呈現(xiàn)單軸晶體特性，光軸方向沿外電場(chǎng)作用方向。雙折射率差：n

n

K

E

2o

e

rno和ne：介質(zhì)對(duì)振動(dòng)方向垂直和平行于作用電場(chǎng)方向的線偏振光的折射率；：真空中波長(zhǎng)；Kr：

系數(shù)；E：作用外電場(chǎng)強(qiáng)度。常用

介質(zhì)：苯、二硫化碳、三氯甲烷、水、硝

、

等。應(yīng)用：高速光開(kāi)關(guān)、調(diào)制器。P1P2，分別與電場(chǎng)成45角電極加電壓V，則電場(chǎng)E=V/h基于效應(yīng)的光開(kāi)關(guān)/光調(diào)制器檢偏器起偏器電極VP2P1d盒oeho光和e光的相位差2h22dK

Vrno

ne

d

2半波電壓：

1/

2r

h

V

/

22dK等效/2波片透射光強(qiáng)最大②

泡

效應(yīng)——縱向電光效應(yīng)某些各向異性介質(zhì)（如單軸晶體），在外場(chǎng)作用而引起的雙折射性質(zhì)變化，成為雙軸晶體。特點(diǎn)：發(fā)生于無(wú)對(duì)稱中心的晶體中，與

效應(yīng)類似，響應(yīng)時(shí)間極快，且可隨外場(chǎng)的

而

。泡

效應(yīng)與外電場(chǎng)成線性關(guān)系——一次電光效應(yīng)。常用材料：KDP、

、LiNbO3、BaTiO3等。應(yīng)用：高速光開(kāi)關(guān)、光調(diào)制器。各向同性介質(zhì)在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下出現(xiàn)的各向異性現(xiàn)象方向時(shí)，出現(xiàn)最大雙特點(diǎn)：作用磁場(chǎng)的方向垂直于介質(zhì)中光束的折射率差雙折射率差：