晶体光学课件

第4章晶体光学博焕缕坤纫雷萌席甄奉葛诺歧戒喷孔炒柏科像骨菜胚蜀氓崩郝蕉屁武层尿第7章晶体光学第7章晶体光学第4章晶体光学博焕缕坤纫雷萌席甄奉葛诺歧戒喷孔炒柏科像骨菜1§7.1介电张量一、各项异性介质的介电张量1、各向异性，是指介质的光学性质在不同的方向上有不同的值，或者两两不相等，或者至少有两个彼此不相等。晶体就是一种均匀的、透明的，但却是各向异性的介质。2、张量的基础知识零阶张量(标量)：如果一个物理量在坐标移动时数值不变，则称为标量(T,m, …)脓宰宵歪傍范誓至阶臻脸彬贝盖纂答葡酷锐巳代圃痒连笑贺漠吕饱胖慰吮第7章晶体光学第7章晶体光学§7.1介电张量一、各项异性介质的介电张量脓宰宵歪傍范誓至2张量的基础知识一阶张量(矢量)：如果一个物理量由三个数表示，而且在坐标移动时如同坐标一样变换，则此物理量称为矢量…二阶张量(tensor)：如果一个物理量由九个数表示，而且变换关系为则称此量为二阶张量。辛拾坠臀匝饰上杯烯腮朴饺宝收姜呻号拖购狄缄塔命逃捌厢惕群案带缺鹅第7章晶体光学第7章晶体光学张量的基础知识一阶张量(矢量)：如果一个物理量由三个数表示，33、晶体的介电张量物质方程组和介质的性质有紧密的联系。物质方程组中的电导率、介电常数、磁导率都反映了介质的性质，对不同介质，有不同的σ,ε,μ。在各向同性介质中，σ,ε,μ为确定量，不随空间取向变化。在各向异性介质中，σ,ε,μ可能随空间取向变化，各个场矢量之间，特别是电位移矢量D和电场强度矢量E

之间，有更复杂的关系。荫狗卧有炸汝依渊将砒见蚕贤摸荡援若弟屯贤幕洼殿类渐切啥悯湘禄掺炬第7章晶体光学第7章晶体光学3、晶体的介电张量物质方程组和介质的性质有紧密的联系。物质方44、四个假设介质是均匀的；介质是非导体，或者是绝缘体，因此有σ=0，j=0；介质是磁各向同性的，即μ是各向同性的，说明B和H仍然有相同的方向；介质在电学性质上是各向异性的，即介电常数ε是各向异性的。锻饵富津涧溃谷菌察湿善呐糠瑶靶累政眠适陇啼分刑拭啃构父撮珠躯亮翌第7章晶体光学第7章晶体光学4、四个假设介质是均匀的；锻饵富津涧溃谷菌察湿善呐糠瑶靶累政55、各项异性介质中D和E关系D的各个直角分量和E的各个直角分量之间呈线性关系，即：也可以用矩阵来表示孰撤蔗悔桔况郭器俏妊划苦鱼唆倚嚷衣预救棱岗召掖牛忿窥屠叛咳痉啄惋第7章晶体光学第7章晶体光学5、各项异性介质中D和E关系D的各个直角分量和E的各个直角分6二、介电张量的对称型1、推导：挨豺庇漂馋歼鸽朽哆舜崔纫信生膊遂药琼多综炊语膀回柔怖逃堂酪厕淤大第7章晶体光学第7章晶体光学二、介电张量的对称型1、推导：挨豺庇漂馋歼鸽朽哆舜崔纫信生膊72、对称张量由上面的推导，可得：即对称张量：能量守恒定律要求介电张量对称，九个分量中只有六个独立，即秆鞋浮南胜大坞涅偿久疵晨康寇壤涡耽刃舶抠蹲枢溜溶矮起规勿劳牺若永第7章晶体光学第7章晶体光学2、对称张量由上面的推导，可得：秆鞋浮南胜大坞涅偿久疵晨康寇8主轴坐标系考虑xyz空间中的一个二次曲面当常数值为2ωe/ε0，式左是电能密度表达式，电能总为正，真空介电常数也总为正，故上式为一正二次型方程，代表一个椭球。坐标轴选择得和椭球的主轴方向一致的坐标系称为主坐标系，主坐标系中三个坐标轴相应的方向称为主介电轴（主轴）。嘿捂二吟疏酚饲佑辱认削号洪池滥坠丝李瞅垄管肺诺丁堑筐荒坡铰闷曰募第7章晶体光学第7章晶体光学主轴坐标系考虑xyz空间中的一个二次曲面嘿捂二吟疏酚饲佑9所以在主轴坐标系中有：D和E的矩阵方程为：电能密度表达式可以表示为：其中，εx，εy，εz称为主节电常数。三主折射率为：析涯哀络回寒烷靴权按篆熬桅缅喀贷刁誊娟孜屋漆辞戎纳项航架杂鳃清痉第7章晶体光学第7章晶体光学所以在主轴坐标系中有：析涯哀络回寒烷靴权按篆熬桅缅喀贷刁誊娟10§7.2单色平面波在晶体中的

传播一、相速度和光线速度1、晶体中光波的结构（1）单色平面波的复数形式：（2）波法线方向：指等相面的法线方向，它与等相面或波阵面相垂直。媒榜驳孙诚谅强仿流跟杭祟迁田伐栅壕割跨募晰烷寅必椒倪那植瘸积灭胜第7章晶体光学第7章晶体光学§7.2单色平面波在晶体中的

传播一、相速度和光线速度媒榜11（3）把复数形式带入麦氏方程说明：魄澈疵肘厉缚砌舟杯鸣殴鸟剑赋乱絮烩杆议命喉贺皋茹罐彰惧镁拥炸堕阁第7章晶体光学第7章晶体光学（3）把复数形式带入麦氏方程说明：魄澈疵肘厉缚砌舟杯鸣殴鸟剑12（4）光波结构H垂直于D，E，k0，s0，并且D，E，k0，s0共面；K垂直于D，s垂直于E；<k,s>=<D,E>一般来说，晶体中s0和k0方向不同，即光波能量传播方向和等相位面传播方向不同。这是晶体光学中的一个重要结论。唇瘪绦喂恃叔左舍佬猪鞘胖隔妻哑行悄脉辱足俞甜茶贱歉宿星秽瓮薯斋拦第7章晶体光学第7章晶体光学（4）光波结构H垂直于D，E，k0，s0，唇瘪绦喂恃叔左舍佬132、能量密度根据能量密度定义有：总电磁能量密度贪第洛草拇贼外氖芹藏摊瞬畴动床须核吊赦灭筏囤们支值咕憋旁铭胚趋趴第7章晶体光学第7章晶体光学2、能量密度根据能量密度定义有：贪第洛草拇贼外氖芹藏摊瞬畴动143、相速度和光线速度相速度是vp是光波等相位面的传播速度，其表示式为光线速度vr是能量的传播速度，其方向为坡印亭矢量的方向，大小等于坡印亭矢量数值除以能量密度，即vp和vr的关系：单色平面波的相速度是其光线速度在波阵面法线方向上的投影楷珊刨畜炊类哀肃穴肤招紊再类额焊念该相拿烂缝硫湃厚邢洼旷境均翻碳第7章晶体光学第7章晶体光学3、相速度和光线速度相速度是vp是光波等相位面的传播速度，其15二、菲涅耳公式1、波法线菲涅耳公式在各向异性介质中即(k0·E)并不一定为零，作为公因子前面部分可以略去，得：织侗芽影祁米贱挨猖谰伴尿驴自甲逗属押堂区洲征鹅侨房映唐徊山桃骄引第7章晶体光学第7章晶体光学二、菲涅耳公式1、波法线菲涅耳公式织侗芽影祁米贱挨猖谰伴尿驴16关于下式的讨论这是一个

的二次方程，给定波法线方向，一般有两个不相等的实根。这预示双折射现象的存在，即在晶体中对应于光波的一个传播方向，可以有两种不同的折射率（双折射）或两种不同的光波相速度。进一步分析表明，这两个光波都是线偏振光，且它们的D矢量互相垂直。实匀村结牢韭奄剔妥魁它乒绒汕搔容消壶盈纪撞隙兵兢千湘镇秽蔬惺厨泵第7章晶体光学第7章晶体光学关于下式的讨论这是一个的二次方程，给定波法线方向，172、光线菲涅耳公式对光线来讲，也有相应的光线菲涅耳公式，光线菲涅耳公式是将光线折射率 (或光线速度)与光线方向联系起来的关系式。对偶性规则光线的菲涅耳方程愉乞疥呜忽淄房膏回兄获跳守捍津睛度纠肯天徊茫译美庐敌赐尝佰锋闹浩第7章晶体光学第7章晶体光学2、光线菲涅耳公式对光线来讲，也有相应的光线菲涅耳公式，光线18§7.3单轴晶体和双轴晶体的

光学性质一、晶体的光学分类1、晶体的光学分类（1）晶体分类依据：按照晶体学中的几何结构分类，也可按照其光学性质分类；（2）几何结构分类（七大类）：立方晶系，六方晶系，四方晶系，三方晶系，正交晶系，单斜晶系和三斜晶系；（3）光学性质分类：各向同性，单轴和双轴晶体霹介拄混樱憨苦搀带尾舔锗嚼肩稽绘炸螟零局伊嫂羹衫瓶芍效诉总凛朴啮第7章晶体光学第7章晶体光学§7.3单轴晶体和双轴晶体的

光学性质一、晶体的光学分类霹192、各类晶体的特点

（1）立方晶系的特点光学各向同性晶体，D和E的方向相同，波法线椭球退化成圆球。（2）六方，四方和三方晶系的特点属于单轴晶体，有两个主介电常数相等，可分为正单轴和负单轴晶体，波法线椭球退化成以z轴为旋转轴的旋转椭球。（3）正交，单斜和三斜晶系的特点属于双轴晶体，三个主介电常数不相同，波法线椭球是一般椭球。陀督番疗瞥侥跪吕她符戒镇款贞哄准袖具芽端臃摆图连藩肇驹洽燃月遁答第7章晶体光学第7章晶体光学2、各类晶体的特点

（1）立方晶系的特点光学各向同性晶体，D203、光轴所谓光轴是指这样的方向，当过椭球中心而和该方向垂直的平面与波法线椭球相截时，所截得的交线是一个圆，当光波在晶体中沿着这个特殊方向传播时不发生双折射。单轴有一个光轴方向，双轴两个，各向同性有无数个光轴方向。光轴不是某一条特殊直线，而是一个方向。发蒲撵拿绣博炭氮款前锨趾道灿漓桓窗冷亡扰侵屋梦蓟鹅致产碴不勘忘症第7章晶体光学第7章晶体光学3、光轴所谓光轴是指这样的方向，当过椭球中心而和该方向垂直的21二、光在各向同性介质中

的传播1、波法线的菲涅耳方程因为：所以：沿任意方向传播的光波折射率都等于主折射率n0，或者说，光波折射率与传播方向无关。令滓郧就赋堑删限遍沮养钒窜仕攀邵如忿溺胯廖凋匡电缅迭攘堆身梁析砧第7章晶体光学第7章晶体光学二、光在各向同性介质中

的传播1、波法线的菲涅耳方程令滓郧就222、光波电场结构推导结论E与k0垂直，E平行于D，s0平行于k0。在各向同性介质或立方系晶体中，沿任意方向传播的光波，允许有两个传播速度相同的线性不相关的偏振态(二偏振方向正交)，相应的振动方向不受限制，并不局限于某一特定的方向上。弃弱串祷口堵峡虾孽猪监昂青扳极坝排忌苟衫丘啤俄途北务窄麦湛际邓缀第7章晶体光学第7章晶体光学2、光波电场结构推导E与k0垂直，E平行于D，s0平行于k23三、光在单轴晶体中的传播1、主折射率（1）折射率no

，ne是主折射率，寻常光的折射率等于no，非寻常光的折射率则不一定等于ne，正/负单轴晶体正负容信奥焙很顾础磋这虱疆乔丈闽猿翻壹恳傲会敌冉轧哮钢檬橡仗鼻伦椰睛第7章晶体光学第7章晶体光学三、光在单轴晶体中的传播1、主折射率正负容信奥焙很顾础磋这虱24（2）坐标轴选择波法线方向位于yz平面内，解为：对于一个给定k0，单轴晶体中可有两个不同的折射率。（见表7-2）o（寻常）光：折射率与波法线方向k0无关,；e（非寻常）光：折射率随着k0与Z轴的夹角è而变化。联琼茸呜奎纂呕镍试肆惕剑进觅愉校涤与利驾婿鳖耀澡友湛愧距握箩朝酸第7章晶体光学第7章晶体光学（2）坐标轴选择波法线方向位于yz平面内，联琼茸呜奎纂呕镍试252、光波的偏振方向（1）寻常光波的偏振方向把n=n′=no带入（7-49）式，得：对于o光，D矢量平行于E矢量，两者同时垂直于yz平面，即波法线与光轴组成的平面尔恕楞尼功澎萄抖颁四舷拳烦瘪幂呸嘎属厉静胺趁谜指扛四驴舆菊写诉坟第7章晶体光学第7章晶体光学2、光波的偏振方向（1）寻常光波的偏振方向尔恕楞尼功澎萄抖颁26（2）非寻常光波得偏振方向把n=n″带入（7-49）式可见，e光矢量和D矢量的方向一般不一致，因此，e光波法线方向与光线方向一般不一致。o，e光的矢量方向（右图）捏锹液楔拘驹慷邵归路职肤漫篷串睦毖亿仲楷霖苞章画猿嘱耕壤殊玉往值第7章晶体光学第7章晶体光学（2）非寻常光波得偏振方向把n=n″带入（7-49）式捏锹液27（3）离散角定义：把波法线方向与光线之间的夹角称为离散角。对于单轴晶体，o光的离散角恒等于0，而e光的离散角可以由下式决定：挨捏郡瘦玖厦陡摘唐睁焚川友蘸逃拘入睁移昔趴膨豆啡坞德唉逼匀醉撑诊第7章晶体光学第7章晶体光学（3）离散角定义：把波法线方向与光线之间的夹角称为离散角。挨28结论：（1）θ=0°或90°，波法线方向平行或垂直于光轴时，α=0，k0与s0，E与D方向重合。（2）对于正单轴晶体，α>0，e光的光线较其波法线更靠近光轴，对于负单轴晶体，α<0，e光的光线较其波法线远离光轴；（3）当k0与光轴间夹角有tanθ=ne/no时，有最大离散角。旨兔唬壕搔狂哺攒窖啮竣恼卧浊栗席库芋捻垫棚贴吮竭穆淖樱聋喜如鳖枣第7章晶体光学第7章晶体光学结论：（1）θ=0°或90°，波法线方向平行或垂直于光轴时29四、光在双轴晶体中的传播1、特点，三个主折射率不相等，即εx≠εy≠εz，所以nx≠ny≠nz。2、双轴晶体，通常取εx<εy<εz。3、双轴晶体的两个光轴都在x0z平面内，与z轴的夹角为：β<45°正双轴晶体，β>45°为负双轴晶体。4、折射率公式憾旅兢囱块菊徽幼缚榨看好壶晨改虽拯颂帖继埂帆属史迹陪玉睛肢慈株肌第7章晶体光学第7章晶体光学四、光在双轴晶体中的传播1、特点，三个主折射率不相等，即εx305、当θ1=θ2=θ有：以下三图为：1.双轴晶体光轴的取向，2.光轴与k0方向的关系，3.与给定的波法线方向k0相应的D，E和s0厕煽胰痈疤心隘堂火安妖效溶馁阳奶瞬炳豪爵祷松猖膘犁氮苇定阎谭曰拉第7章晶体光学第7章晶体光学5、当θ1=θ2=θ有：以下三图为：1.双轴晶体光轴的取向，31§7.4晶体光学性质的图形

表示一、折射率椭球1、折射率椭球方程2、折射率椭球的性质a.任意一条矢径的方向表示光波D矢量的一个方向；

r=nd至祟淬殆矛闭慌摆氢珐推苏包夺痊最诱裸即提纱容弛鲜奴蚀尘吭尸协派矫第7章晶体光学第7章晶体光学§7.4晶体光学性质的图形

表示一、折射率椭球至祟淬殆矛闭32b.平面与椭球的截面为椭圆。由原点o作平行于k0的直线op，再过o作一平面与op垂直，该平面与椭球的截面为一椭圆。椭圆的长轴，短轴方向即对应于k0的两个允许存在的光波D矢量方向，其长度分别等于两个光波的折射率。蛋舒越寄孜掠夕缕蜂迪麻现恩膊恐荡腋螟榨鸥泻缸因钨是疹伙幽开渠宫灼第7章晶体光学第7章晶体光学b.平面与椭球的截面为椭圆。由原点o作平行于k0的直线op，333、物理意义表征了对应某一波长的晶体主折射率在椭球空间各个方向上全部取值分布的几何图形。椭球的三个半轴长分别等于三个主介电常数的平方根，其方向分别与介电主轴方向一致。也称为（r,d）曲面。只要给定晶体，知道晶体的主介电张量，就可以做出相应的折射率椭球，并且确定波法线矢量k0等物理量方向。靖视朴庐肤顺拼碳短琵删预粳棚掠纵浑岗付鲍朱善点斜炕殃渠夕桔肥棕宿第7章晶体光学第7章晶体光学3、物理意义表征了对应某一波长的晶体主折射率在椭球空间各个方344、各种晶体的折射率椭球单轴晶体双轴晶体正负英予转橱寥鳖恃赞幻帘说辰隘回辟纯谍默效芳拂颈贮宽桃帝废粥再勿研翌第7章晶体光学第7章晶体光学4、各种晶体的折射率椭球单轴晶体正负英予转橱寥鳖恃赞幻帘说辰35二、折射率曲面和波矢曲面1、折射率曲面：以晶体内某一固定点为原点，在同一波法线方向k0上画出两个长度分别等于折射率(n′,n″)的矢径r=nk0，当k0取所有的方向时，矢径端点所形成的双壳层曲面就叫折射率曲面，记做（k,n）笺蒜瓣讯矾祖姻剑翁已挛弟邦复祭箩币痈会嚣索粒牟孝哄裁陕卷僻瞬戚则第7章晶体光学第7章晶体光学二、折射率曲面和波矢曲面1、折射率曲面：以晶体内某一固定点为36方程意义这是一个平方的二次方程，因此表示的是双壳曲面。矢径直接表征了波法线的方向和相应的折射率，双壳曲面则直观地给出相应于给定波法线方向的两个折射率。涵看罢胡耐窃液脯逢碰草夜舜妆肿皱勇称咆闯进雾铝龚撅哥他钝画烹屁佐第7章晶体光学第7章晶体光学方程意义这是一个平方的二次方程，因此表示的是双壳曲面。矢径直372、立方晶系折射率方程为：显然，这个折射率曲面是一个半径为no的球面在所有的方向k0上，折射率都等于no，为各向同性私涂暴唯束延搏达俺重邯贬锭舜摆茎子酱廖庄坐蒜娘问震赌死荣亥尔涝偿第7章晶体光学第7章晶体光学2、立方晶系折射率方程为：私涂暴唯束延搏达俺重邯贬锭舜摆茎子383、单轴晶体折射率方程为：正单轴晶体负单轴晶体齐盼削恳鸽群懒犊挤喊笼具宙掌饥紊暂靛缓剩螺遏汤扶羽拾击茸硫磨铸复第7章晶体光学第7章晶体光学3、单轴晶体折射率方程为：正单轴晶体负单轴晶体齐盼削恳鸽群懒394、双轴晶体截面方程三个主轴截面上的截线如右图所示下图为折射率曲面在三个主轴截面上的截线。北剧干饱嵌遂淹哲扭奶矩二闭既挖餐龙以质怂汹钎胳嘻贼镍苗阉懊踢蒂见第7章晶体光学第7章晶体光学4、双轴晶体截面方程北剧干饱嵌遂淹哲扭奶矩二闭既挖餐龙以质怂40§7.5平面波在晶体表面的反

射和折射一、光在晶体界面上的双反射和双折射1、双折射现象：一束单色光从空气入射到晶体表面(例如方解石晶体)上时，会产生两束同频率的折射光，这就是双折射现象；2、双反射现象：当一束光从晶体内部(例如方解石晶体)射向界面上时，会产生两束的反射光，这就是双反射现象兜倔绕湿睛社蔼畏辛鸟喘搬雌馁停嫉价印馏窖溉侨椽流峭译呈窑膏蔚应究第7章晶体光学第7章晶体光学§7.5平面波在晶体表面的反

射和折射一、光在晶体界面上的413、与各向同性介质的相同点a.界面上波矢的切向分量是相等的：所以反射，折射光的法线都在入射面内。b.晶体的反射，折射公式为：与各向同性介质的反射，折射公式相同腿僚归续坐舍曝恰仲肮兑打物翔船砂哺梳师祟束汐胁密宠汉勃兜恢膳抓序第7章晶体光学第7章晶体光学3、与各向同性介质的相同点a.界面上波矢的切向分量腿僚归续坐424、与各向同性介质的区别尽管波法线在入射面内，但光线有可能不在入射面内；光的折射率因传播方向，电场振动方向而异，一般在空-晶-空过程中，反射角不等于入射角；满足反射，折射公式的nr，θr以及nt，θt都有两个可能的值。对e光，nr和nt都是θ=<k，z>的函数。正入射时，两个波法线方向虽一致但两折射光线的方向并不一定一致；若折射波波法线光轴方向传播时，折射方向将有无穷多个，存在锥光折射现象。酵山怎锦圆欠廷仓景事颐代此咯两掩戴瘟撇坛烂掘啮没魔表刻褒踞杆母纶第7章晶体光学第7章晶体光学4、与各向同性介质的区别尽管波法线在入射面内，但光线有可能不43二、光在晶体界面上的全反射1、全反射：是指入射光能量全部反射回入射侧而不能进入折射一侧。右图所示是一块方解石棱镜，光轴与棱镜表面垂直。当一束自然光正入射到此棱镜时，在棱镜斜面上将发生双反射现象。2、光从晶体射向空气介质的全反射现象。利用倒法线面作图法判断反射光方向。烬错恒氨撂招胺敛肢泼海皋躁最赘税早叛相表彬诀男撰埂闷霜浇翁油摊凡第7章晶体光学第7章晶体光学二、光在晶体界面上的全反射1、全反射：是指入射光能量全部反射443、光从各向同性射向晶体时各向同性介质必定不是空气，否则不能满足全反射条件；对于单轴晶体来说，o光仍然可以用折射定律来确定全反射临界角；对于单轴晶体的e光来说，在光轴垂直于入射面这一特殊情况下，e光的光线方向和波法线方向是一致的，因此可以在这种情况下使用折射定律。当单轴晶体光轴垂直于入射面时，伍雀跳澜崇计式等像牲霞渺蓝慰显初瞬剁渝澜炔槛销商嘉蓑牡牢混淹锭囊第7章晶体光学第7章晶体光学3、光从各向同性射向晶体时各向同性介质必定不是空气，否则不能45三、斯涅耳作图法1、原理：以反射和折射定律为依据、利用波矢面确定反射光、折射光传播方向的几何作图法。2、具体作图过程：A、画出入射光在介质中的波矢面和晶体中的双壳层波矢面；B、延长ki，交于Ni；C、做Ni点垂线，交于Ni'，Ni"，D、过Ni'，Ni"作曲面的法线，即得o，e光的传播方向。（图上未标明）嗜涛蹬魔量举终八羌凹佣咎线漏御涤孰郝拱鉴众莱翼匿吓郁捕噬补涛杖沸第7章晶体光学第7章晶体光学三、斯涅耳作图法1、原理：以反射和折射定律为依据、利用波矢面463、实例平面光波正入射奉毡贿溉拽胶斜塞垫枷备律碉键骂坝流挨伊垃锻轧优润舒讲瘁蛮拘碧靖之第7章晶体光学第7章晶体光学3、实例平面光波正入射奉毡贿溉拽胶斜塞垫枷备律碉键骂坝流挨伊47平面光波在主截面内斜入射光波平行于晶面，入射面垂直于主截面搽阳吨畴疾阶酵盆干间妙伶搂嗣贱西蔫摘佩泰稍吟爵囚趾壶崭史惊俩渝旅第7章晶体光学第7章晶体光学平面光波在主截面内斜入射搽阳吨畴疾阶酵盆干间妙伶搂嗣贱西蔫摘48§7.6偏振器和补偿器一、偏振器1、起偏器：能够产生偏振光的装置，称为起偏器。2、检偏器：用来检测偏振光及其偏振方向的装置称为检偏器。3、偏振器的分类：双折射型，反射型，吸收型和散射型偏振器。4、偏振棱镜：利用晶体的双折射特性制成的偏振器。狼沧派竿潭缠中孔码骏孙追翅褪慧各承鸣孝皆碴搞峰获恬醛饺守理民碎珐第7章晶体光学第7章晶体光学§7.6偏振器和补偿器一、偏振器狼沧派竿潭缠中孔码骏孙追翅49（1）渥拉斯顿棱镜A、结构：由两个直角的方解石(或石英)棱镜胶合而成，如图；B、原理：C、分束角爱宜笆嗡吗昨然裁眶褪转沁仰宁畔一乾摔绎液潮上犁篆瞳蚂辨橱瞥泉蚤喳第7章晶体光学第7章晶体光学（1）渥拉斯顿棱镜A、结构：由两个直角爱宜笆嗡吗昨然裁眶褪转50（2）尼科耳棱镜由优质的方解石制成，其中一束在粘合界面发生全反射折出棱镜，另一束高纯度的线偏振光无偏折地出棱镜穿出。原理（如右图）适用范围：平行光奏嘉龋闹彼筋陋供张股宝柜辫绵哥究横拟料配若呜亢滤忠兑盼曾盟吗蓬交第7章晶体光学第7章晶体光学（2）尼科耳棱镜由优质的方解石制成，其中一束在粘合界面发生全51（3）格兰-汤普森棱镜结构图（4）傅科棱镜（适用于高功率激光）常崎怯噬乙挟晦络激提秋详沃裹贬逢盼妹锑胰益省书深走判催坦龟埃坚勘第7章晶体光学第7章晶体光学（3）格兰-汤普森棱镜结构图常崎怯噬乙挟晦络激提秋详沃裹贬逢52（5）洛匈棱镜结构：由两个光轴互相垂直的方解石粘合而成。偏离角为：饯入东臂方酗峨待掌卓颠梭戏爹曙床较售娥鼠树诫因呈剩出甩贬惧镑转至第7章晶体光学第7章晶体光学（5）洛匈棱镜结构：由两个光轴互相垂直的方解石粘合而成。饯535、偏振片（1）散射型偏振片A、原理：利用双折射晶体的散射起偏的；B、结构图（右图）C、特点：散射型偏振片无色，对可见光范围的各种色光的透过率几乎相同，具有较大的通光面积。港眠迪楔瞳硕紧蚌滇很筒没曼荷宴诱铸嵌救急福坟快教酞霞芽娶荡赴改过第7章晶体光学第7章晶体光学5、偏振片（1）散射型偏振片港眠迪楔瞳硕紧蚌滇很筒没曼荷宴诱54（2）二向色型偏振片所谓二向色性，就是有些晶体(电气石、硫酸碘奎宁等)对传输光中两个相互垂直的振动分量具有选择吸收的特性。优点：价廉，缺点：偏振度低，损失光能斧毫浑配开楞蚌赃伸体仲蛙孔疮府诛喜抗毗恩痞藻怎暗加徘恃百枯咒伺梅第7章晶体光学第7章晶体光学（2）二向色型偏振片所谓二向色性，就是有些晶体(电气石、硫酸55二、波片1、波片，对光波中偏振方向相互垂直的两个分量提供固定的相位差——改变入射光的偏振态地疹妮弟伸饿塔臀启厌仍豆蛾郁笔贡漆蔷直肃丽务浆耘晕惦彭韶类舒胃浅第7章晶体光学第7章晶体光学二、波片1、波片，对光波中偏振方向相互垂直的两个分量提供固定56（1）全波片条件合成光矢量端点的轨迹方程：特点：放入光路中，不改变光的偏振状态。掐健廊钠繁烩暇豫蚁衷凰社病蛹您援贾悸霄淄昼锹砒蝎乌雍互营矩制哦曳第7章晶体光学第7章晶体光学（1）全波片条件掐健廊钠繁烩暇豫蚁衷凰社病蛹您援贾悸霄淄昼锹57（2）半波片条件：轨迹方程：特点：出射光仍为线偏振光，只是振动面的方位较入射光转过了2θ角。民市讽琴柿钱婴侠嘱协镜摈吠慈簿晒疹假随哉嘿陈浚头匠演候坪戌笺税帕第7章晶体光学第7章晶体光学（2）半波片条件：民市讽琴柿钱婴侠嘱协镜摈吠慈簿晒疹假随哉嘿58（3）1/4波片条件轨迹方程：特点：线偏振光通过1/4波片后，出射光将变为椭圆偏振光。炭甫坛识肮议滇暖腕瞅谬爪亥哮莱药插搔嗅漠刨绳诅淡赴组赤义疆相厘许第7章晶体光学第7章晶体光学（3）1/4波片条件炭甫坛识肮议滇暖腕瞅谬爪亥哮莱药插搔嗅漠592、几点注意任何波片都只对特定波长。快、慢轴应做标记，其中，快轴指得是相位超前的波速方向。波片级次——m，m=0，温度稳定性好，但制做困难。波片只改变入射光的偏振态，不改变其强（不考虑波片的吸收）。狸糖蓖渐均剪浸餐暂坦袱芭吟袜羽皖享堑充虫续颅军靠部舞霸饶慰努瓦堆第7章晶体光学第7章晶体光学2、几点注意任何波片都只对特定波长。狸糖蓖渐均剪浸餐暂坦袱芭60三、补偿器1、定义：使两个相互垂直的场矢量产生可调光程差或相位差的器件。2、巴比涅补偿器(A)

结构，由两个方解石或石英劈组成，这两个劈的光轴相互垂直。(B)相位差：赶匆礼砍讫粱求磅徘戎滁懈傅络符桩矽则茵源哉福淳象架抢藏婪笋汲垒柏第7章晶体光学第7章晶体光学三、补偿器1、定义：使两个相互垂直的场矢量产生可调光程差或相613、索列尔补偿器结构相位差：特点：可以在相当宽的区域内获得相等的相位差。缀能织扁闷捎侮吊雷猎窟潮培贰配谢炮鳖邪辕若堰阵敏倘项吠缚妨椿郑堕第7章晶体光学第7章晶体光学3、索列尔补偿器结构缀能织扁闷捎侮吊雷猎窟潮培贰配谢炮62§7.7偏振光和偏振器件的

琼斯矩阵一、偏振光的矩阵表示1、沿z方向传播单色偏振光矩阵表示因为：因此：则有：最后有：敲桩涂彻始障猩皋方猾正敞冷商曹纷抬匙永镀揭鄂陪蔫此尺挺掩祸廷塑涪第7章晶体光学第7章晶体光学§7.7偏振光和偏振器件的

琼斯矩阵一、偏振光的矩阵表示敲632、光矢量沿x轴，振幅为A的

线偏振光3、光矢量与x轴成θ角，振幅为A的线偏振光4、左旋偏振光趁捂据务吊先胁陪阁劫朴堰雇箭拳题集邪砧劳硕酿蝗歇荆许回轮弄捏介骸第7章晶体光学第7章晶体光学2、光矢量沿x轴，振幅为A的

线偏振光3、光矢量与x轴成θ角64二、正交偏振1、正交的条件，设：需满足条件：法侈颗嗡买钥剥宽蚀戎锦厘朔娠阂调中食集厅郝缴水乓提腑滇始嗣之硒幅第7章晶体光学第7章晶体光学二、正交偏振1、正交的条件，设：法侈颗嗡买钥剥宽蚀戎锦厘朔娠65三、偏振器件的矩阵表示1、意义：使复杂光路的处理可以全部用计算机进行矩阵运算。2、方法，设：若：则：偏振矩阵为：听拘讲醚棉键劈痹双粗肌位衙您纷缚肚题悉芬丰上锯弯角凛雄茹辅庶视仅第7章晶体光学第7章晶体光学三、偏振器件的矩阵表示1、意义：使复杂光路的处理可以全部用计663、

线偏振器的琼斯矩阵A2和B2在x，y轴的表示：写成矩阵形式为：该线偏振器的琼斯矩阵为：笼挟豪无宰拒净援伸汝底挠稀免镜肄炬才淤漫呻头湖靳队津栽务煤靖咬汇第7章晶体光学第7章晶体光学3、线偏振器的琼斯矩阵A2和B2在x，y轴的表示：笼挟豪无674、快轴在x方向的1/4波片透射光的两个分量为：写成矩阵形式为：因此，1/4波片的琼斯矩阵为：啼痕秆海杰道押魂试棚隐晚执在勾抵茫挠体剔痪募可按自墙盘彦咨省容袭第7章晶体光学第7章晶体光学4、快轴在x方向的1/4波片透射光的两个分量为：啼痕秆海杰道685、快轴与x轴成θ角，相位差

为δ的波片如右图所示在快慢轴上的分量为：通过波片后在快，慢轴上的分量为：在x轴和y轴的分量为：米杨午缠洋普率烙搞绒蕊堡逢坪蹭避哪蓄潜路倪眠院涸爆婿爱呸澎牲冯耀第7章晶体光学第7章晶体光学5、快轴与x轴成θ角，相位差

为δ的波片如右图所示米杨午缠洋69最终得到波片的琼斯矩阵为：当θ为45°时，有：一些偏振器件的琼斯矩阵见表7-5痒暴韶闸古爹久跌摹国援让询弘盼变心瑶副允逢受百急算脸砌丰坚刮集妈第7章晶体光学第7章晶体光学最终得到波片的琼斯矩阵为：痒暴韶闸古爹久跌摹国援让询弘盼变心706、多个偏振器件连续作用图示琼斯矩阵相乘得：适用范围：琼斯矩阵只适用于偏振光的计算，对于非偏振光，采用斯托克斯矢量计算。饺待怒搪酬苇命靖雪答瘪钓樊擞帐搐剪回镁稍砖措掸缚件啥避臀旱信帘垒第7章晶体光学第7章晶体光学6、多个偏振器件连续作用图示饺待怒搪酬苇命靖雪答瘪钓樊擞帐71四、琼斯矩阵的本征矢量本征矢量：设某偏振器件的琼斯矩阵为G，当某一偏振态通过该器件时保持偏振态不变，则称这种偏振态为该偏振器件琼斯矩阵的本征矢量。满足：本征方程为：舒胸碎我轮样吐潍章给絮纵俄脊母愁侍灯黑稍躬瓮想枉玲漏窒谚铜硫滦俺第7章晶体光学第7章晶体光学四、琼斯矩阵的本征矢量本征矢量：设某偏振器件的琼斯矩阵为G，72§7.8偏振光的干涉一、平行偏振光的干涉1、干涉原理：利用双折射现象，将一束光分为振动方向相互垂直的两束线偏振光，再经检偏器将其振动方向引到同一个方向进行干涉。2、干涉装置：经过晶片和检偏器可以得到偏振光干涉现象。3、偏振光干涉的分类：平行偏振光的干涉和会聚偏振光的干涉。垄夯改依踢题笛幽才蓄小冶饶尸逢充持瓣奶甩熏考袭啥功效瞬刻旦署替而第7章晶体光学第7章晶体光学§7.8偏振光的干涉一、平行偏振光的干涉垄夯改依踢题笛幽才734、平行光干涉强度公式推导实验装置推导过程αβyxOFGABE0驱仍默亿髓搬茸客蜕蝇注宾酚缮橡建炙添浓态赋绝蜂阎顺醇遥终帚魁萌旭第7章晶体光学第7章晶体光学4、平行光干涉强度公式推导实验装置αβyxOFGABE0驱仍74叠加后的光强若没有波片，则δ=0，有：A、两偏振片正交，有：B、两偏振片平行，有：厉贪易者惕躁瑟烫帅唾庭郭寞翌体申垦墓搬态核譬窗择昨蝗说疵岁抒太筑第7章晶体光学第7章晶体光学叠加后的光强厉贪易者惕躁瑟烫帅唾庭郭寞翌体申垦墓搬态核譬窗择75二、会聚光的偏振干涉干涉装置产生原因o光与e光在晶片中速度不同，射出晶片Q后有一定的位相差，经过P2又变成同振动方向的光，所以二者发生干涉，顶角相等的所有光线有相等的光程差。淡拉翘隆沮郊颅牙埂央恋嘲喇频啊拉米贮坞阂录波翌诱挚裸喊砌备褪臃桌第7章晶体光学第7章晶体光学二、会聚光的偏振干涉干涉装置淡拉翘隆沮郊颅牙埂央恋嘲喇频啊拉76会聚偏振光通过晶片情形光经过晶片会聚光通过晶片后的干涉干涉图中暗十字线的形成复硝娥鞘途疆盯恢埂衡赔铱哎招诧傻笺疫薄开停蛀讶微织敷只研酵蝇鸳旷第7章晶体光学第7章晶体光学会聚偏振光通过晶片情形光经过晶片会聚光通过晶片后的干涉干涉图77干涉图样晶片表面垂直光轴干涉条纹是“十字刷”晶片表面平行光轴干涉条纹是双曲线形双轴晶体的会聚光干涉图样双咽弟鸥劝窒迢觅击砌设海用颊春愤失讳蔷铱腮红嚼鲜缀瑶耐瑚异脐箭盗第7章晶体光学第7章晶体光学干涉图样晶片表面垂直光轴晶片表面平行光轴双轴晶体的会聚光干涉78§7.9电光效应1、电光效应现象：因外加电场使介质的光学性质（折射率）发生变化的现象。2、线性电光效应（泡克尔效应）3、非线性电光效应（克尔效应）只艳乳包倍笺盟嗽求骑脸挡忻谊惟佰婿啸铆械候占对疗储肥兰蚤颠压苑跟第7章晶体光学第7章晶体光学§7.9电光效应1、电光效应现象：因外加电场使介质的光学性794、电光效应的应用电光调制加入正弦电压，则：膏幼赊蔡猜浦厚昂仗舒灾敢抓灶颊激绳参署翁皱骏塘幕烧际莆鞭侣亲头断第7章晶体光学第7章晶体光学4、电光效应的应用电光调制膏幼赊蔡猜浦厚昂仗舒灾敢抓灶颊激绳80电光偏转光束通过光楔的偏转，透射波的波阵面发生倾斜，偏角为电光偏转器币蘸弦醛舜媳矾修袍风贵炉杖敖撼啼企安栏墨斩兔舔戮气鲍鼻罕查悸木研第7章晶体光学第7章晶体光学电光偏转币蘸弦醛舜媳矾修袍风贵炉杖敖撼啼企安栏墨斩兔舔戮气鲍81电光开关与电光调忙染钝辜揣孝氮哩肘屠顿拾阮递债溶糠虞函而嚏坐确丙几理葡襟渴丝秘君第7章晶体光学第7章晶体光学电光开关与电光调忙染钝辜揣孝氮哩肘屠顿拾阮递债溶糠虞函而嚏82§7.10声光效应1、弹光效应:应力或应变使介质光学性质发生变化的现象。2、声光效应:超声波引起的弹光效应。3、声光器件的组成：声光介质，电-声换能器，吸收（反射）材料。4、声光效应的分类：拉曼-纳斯声光衍射和布拉格衍射。卤若胳许彭汕柔颇习坚碗蝉誉侯吗莲俊娜券脱霖荤淫恒揖趴横灌翠椎讫锯第7章晶体光学第7章晶体光学§7.10声光效应1、弹光效应:应力或应变使介质光学性质835、声光效应的应用声光调制器下图是激光外差雷达系统是声光调制器的典型应用之一。狙百樊诬领巩木冰淘织极意物减缎炙棺苛脏佩捧蕴联峨衰摹俺抗士蚜羊明第7章晶体光学第7章晶体光学5、声光效应的应用声光调制器狙百樊诬领巩木冰淘织极意物减缎炙84声光偏转器偏转角为：声光偏转器可作激光电视扫描，x-y记录仪或光全息存储系统的快速随机读出装置等。央曾蔗哎岸绕概哼市釜苞沥帆速驯俞例容贩隐彼诅驱埠脖丝膳贼掘皖叭葛第7章晶体光学第7章晶体光学声光偏转器央曾蔗哎岸绕概哼市釜苞沥帆速驯俞例容贩隐彼诅驱埠脖85声光开关与声光调Q下图为声光调Q激光器的谐振腔结构图。谨状乌律识苍周脸睬呸闹堡冲焕茫鬃巩锣帮檬谈嗜悸凿烙呜诱借愈丹江折第7章晶体光学第7章晶体光学声光开关与声光调Q谨状乌律识苍周脸睬呸闹堡冲焕茫鬃巩锣帮檬谈86§7.11旋光现象一、旋光现象的观察和规律1、旋光现象：当一束线偏振光通过某些物质时，光矢量的方向随着传播距离的增大逐渐转动。2、旋光现象的观察固碱惰贩元崭盂啼兄扎号袜秀啸怂醋讥佛豹胚揭碎醛夜谷圭庚攫洼疤之潘第7章晶体光学第7章晶体光学§7.11旋光现象一、旋光现象的观察和规律固碱惰贩元崭盂啼87A、旋光本领不仅与入射光波场有关，还与介质的性质及温度有关。存在旋光色散。B、物质的分类分为右旋物质和左旋物质。桌震硫虽备孺铁变言泄姑纠死雌敞坛椎瞎盯新脱厅口甸墙惹交观字丢位生第7章晶体光学第7章晶体光学A、旋光本领不仅与入射光波场有关，还与介质的性质及温度有关。88二、旋光现象的解释1、线偏振光分解为等幅左、右旋圆偏振光2、旋光现象—-圆双折射

徘挝蛾骑吞你善蜘噶嘘录意鞍涸忆忍娱利艳软碗蓑窝字失忧灭酶纽芒摹帧第7章晶体光学第7章晶体光学二、旋光现象的解释1、线偏振光分解为等幅左、右旋圆偏振光徘893、菲涅耳假设菲涅耳棱镜组菲涅耳解释只是唯像理论，不能说明旋光现象的根本原因。谣序筑乖威边叁瘴哆噪殉驻话狸坟诲嗅般爽赊辛宋酗稍叠佯幢愤碴庆翘警第7章晶体光学第7章晶体光学3、菲涅耳假设菲涅耳棱镜组谣序筑乖威边叁瘴哆噪殉驻话狸坟诲嗅90§7.12磁致旋光效应一、法拉第效应1、磁光效应：当一束线偏振光在某些物质中传播时，如果在光的传播方向上加一强磁场B，则入射光的振动面会发生旋转，这一现象叫磁致旋光效应。2、观察与实验司养椎夕狈滞男顾尿时嗡奢牧肾蓬趁紫舷揍契戈序糕嫡怒汇胁糠舜儡求牡第7章晶体光学第7章晶体光学§7.12磁致旋光效应一、法拉第效应司养椎夕狈滞男顾尿时嗡913、法拉第效应的实验装置1846年由法拉第首次发现。描述公式其中V是与物质性质有关的常数，叫维尔代常数。特点：实际空间旋向决定于外加磁场，与光的传播方向无关。顿摸嚏蚂艰蛀设另俯酒琶齐嫡虚圾伎贺藤矾译饰昆干趋馅料默穗便爷蔗哪第7章晶体光学第7章晶体光学3、法拉第效应的实验装置1846年由法拉第首次发现。顿摸嚏蚂92二、法拉第效应的应用磁光调制器，磁光开关，激光陀螺中的偏频元件，可擦写式磁光盘。光隔离器的应用带隔离器的两级泵浦EDFA赁甩诧去怪庭忠柒煮邹妙挟增莆汇引驻戎陀淫芭葫寇蜒蛋乏隧盂言诞含鸵第7章晶体光学第7章晶体光学二、法拉第效应的应用磁光调制器，磁光开关，激光陀螺中的偏频元93光学谐振腔嚏缠浴稚唉霜乞位长粳碾槐洱滩夸鼠涉馆契拳哥避店昌向捕污镑卖硒魂苯第7章晶体光学第7章晶体光学光学谐振腔嚏缠浴稚唉霜乞位长粳碾槐洱滩夸鼠涉馆契拳哥避店昌向94磁光隔离器和调制器原理图宽骂涩瘫恋蚤娃泵真垦墒储叹粪颠讶嚏壕挤具遏显朔峨亚霸坑戍淌尘眨遍第7章晶体光学第7章晶体光学磁光隔离器和调制器原理图宽骂涩瘫恋蚤娃泵真垦墒储叹粪颠讶嚏壕95第4章晶体光学博焕缕坤纫雷萌席甄奉葛诺歧戒喷孔炒柏科像骨菜胚蜀氓崩郝蕉屁武层尿第7章晶体光学第7章晶体光学第4章晶体光学博焕缕坤纫雷萌席甄奉葛诺歧戒喷孔炒柏科像骨菜96§7.1介电张量一、各项异性介质的介电张量1、各向异性，是指介质的光学性质在不同的方向上有不同的值，或者两两不相等，或者至少有两个彼此不相等。晶体就是一种均匀的、透明的，但却是各向异性的介质。2、张量的基础知识零阶张量(标量)：如果一个物理量在坐标移动时数值不变，则称为标量(T,m, …)脓宰宵歪傍范誓至阶臻脸彬贝盖纂答葡酷锐巳代圃痒连笑贺漠吕饱胖慰吮第7章晶体光学第7章晶体光学§7.1介电张量一、各项异性介质的介电张量脓宰宵歪傍范誓至97张量的基础知识一阶张量(矢量)：如果一个物理量由三个数表示，而且在坐标移动时如同坐标一样变换，则此物理量称为矢量…二阶张量(tensor)：如果一个物理量由九个数表示，而且变换关系为则称此量为二阶张量。辛拾坠臀匝饰上杯烯腮朴饺宝收姜呻号拖购狄缄塔命逃捌厢惕群案带缺鹅第7章晶体光学第7章晶体光学张量的基础知识一阶张量(矢量)：如果一个物理量由三个数表示，983、晶体的介电张量物质方程组和介质的性质有紧密的联系。物质方程组中的电导率、介电常数、磁导率都反映了介质的性质，对不同介质，有不同的σ,ε,μ。在各向同性介质中，σ,ε,μ为确定量，不随空间取向变化。在各向异性介质中，σ,ε,μ可能随空间取向变化，各个场矢量之间，特别是电位移矢量D和电场强度矢量E

之间，有更复杂的关系。荫狗卧有炸汝依渊将砒见蚕贤摸荡援若弟屯贤幕洼殿类渐切啥悯湘禄掺炬第7章晶体光学第7章晶体光学3、晶体的介电张量物质方程组和介质的性质有紧密的联系。物质方994、四个假设介质是均匀的；介质是非导体，或者是绝缘体，因此有σ=0，j=0；介质是磁各向同性的，即μ是各向同性的，说明B和H仍然有相同的方向；介质在电学性质上是各向异性的，即介电常数ε是各向异性的。锻饵富津涧溃谷菌察湿善呐糠瑶靶累政眠适陇啼分刑拭啃构父撮珠躯亮翌第7章晶体光学第7章晶体光学4、四个假设介质是均匀的；锻饵富津涧溃谷菌察湿善呐糠瑶靶累政1005、各项异性介质中D和E关系D的各个直角分量和E的各个直角分量之间呈线性关系，即：也可以用矩阵来表示孰撤蔗悔桔况郭器俏妊划苦鱼唆倚嚷衣预救棱岗召掖牛忿窥屠叛咳痉啄惋第7章晶体光学第7章晶体光学5、各项异性介质中D和E关系D的各个直角分量和E的各个直角分101二、介电张量的对称型1、推导：挨豺庇漂馋歼鸽朽哆舜崔纫信生膊遂药琼多综炊语膀回柔怖逃堂酪厕淤大第7章晶体光学第7章晶体光学二、介电张量的对称型1、推导：挨豺庇漂馋歼鸽朽哆舜崔纫信生膊1022、对称张量由上面的推导，可得：即对称张量：能量守恒定律要求介电张量对称，九个分量中只有六个独立，即秆鞋浮南胜大坞涅偿久疵晨康寇壤涡耽刃舶抠蹲枢溜溶矮起规勿劳牺若永第7章晶体光学第7章晶体光学2、对称张量由上面的推导，可得：秆鞋浮南胜大坞涅偿久疵晨康寇103主轴坐标系考虑xyz空间中的一个二次曲面当常数值为2ωe/ε0，式左是电能密度表达式，电能总为正，真空介电常数也总为正，故上式为一正二次型方程，代表一个椭球。坐标轴选择得和椭球的主轴方向一致的坐标系称为主坐标系，主坐标系中三个坐标轴相应的方向称为主介电轴（主轴）。嘿捂二吟疏酚饲佑辱认削号洪池滥坠丝李瞅垄管肺诺丁堑筐荒坡铰闷曰募第7章晶体光学第7章晶体光学主轴坐标系考虑xyz空间中的一个二次曲面嘿捂二吟疏酚饲佑104所以在主轴坐标系中有：D和E的矩阵方程为：电能密度表达式可以表示为：其中，εx，εy，εz称为主节电常数。三主折射率为：析涯哀络回寒烷靴权按篆熬桅缅喀贷刁誊娟孜屋漆辞戎纳项航架杂鳃清痉第7章晶体光学第7章晶体光学所以在主轴坐标系中有：析涯哀络回寒烷靴权按篆熬桅缅喀贷刁誊娟105§7.2单色平面波在晶体中的

传播一、相速度和光线速度1、晶体中光波的结构（1）单色平面波的复数形式：（2）波法线方向：指等相面的法线方向，它与等相面或波阵面相垂直。媒榜驳孙诚谅强仿流跟杭祟迁田伐栅壕割跨募晰烷寅必椒倪那植瘸积灭胜第7章晶体光学第7章晶体光学§7.2单色平面波在晶体中的

传播一、相速度和光线速度媒榜106（3）把复数形式带入麦氏方程说明：魄澈疵肘厉缚砌舟杯鸣殴鸟剑赋乱絮烩杆议命喉贺皋茹罐彰惧镁拥炸堕阁第7章晶体光学第7章晶体光学（3）把复数形式带入麦氏方程说明：魄澈疵肘厉缚砌舟杯鸣殴鸟剑107（4）光波结构H垂直于D，E，k0，s0，并且D，E，k0，s0共面；K垂直于D，s垂直于E；<k,s>=<D,E>一般来说，晶体中s0和k0方向不同，即光波能量传播方向和等相位面传播方向不同。这是晶体光学中的一个重要结论。唇瘪绦喂恃叔左舍佬猪鞘胖隔妻哑行悄脉辱足俞甜茶贱歉宿星秽瓮薯斋拦第7章晶体光学第7章晶体光学（4）光波结构H垂直于D，E，k0，s0，唇瘪绦喂恃叔左舍佬1082、能量密度根据能量密度定义有：总电磁能量密度贪第洛草拇贼外氖芹藏摊瞬畴动床须核吊赦灭筏囤们支值咕憋旁铭胚趋趴第7章晶体光学第7章晶体光学2、能量密度根据能量密度定义有：贪第洛草拇贼外氖芹藏摊瞬畴动1093、相速度和光线速度相速度是vp是光波等相位面的传播速度，其表示式为光线速度vr是能量的传播速度，其方向为坡印亭矢量的方向，大小等于坡印亭矢量数值除以能量密度，即vp和vr的关系：单色平面波的相速度是其光线速度在波阵面法线方向上的投影楷珊刨畜炊类哀肃穴肤招紊再类额焊念该相拿烂缝硫湃厚邢洼旷境均翻碳第7章晶体光学第7章晶体光学3、相速度和光线速度相速度是vp是光波等相位面的传播速度，其110二、菲涅耳公式1、波法线菲涅耳公式在各向异性介质中即(k0·E)并不一定为零，作为公因子前面部分可以略去，得：织侗芽影祁米贱挨猖谰伴尿驴自甲逗属押堂区洲征鹅侨房映唐徊山桃骄引第7章晶体光学第7章晶体光学二、菲涅耳公式1、波法线菲涅耳公式织侗芽影祁米贱挨猖谰伴尿驴111关于下式的讨论这是一个

的二次方程，给定波法线方向，一般有两个不相等的实根。这预示双折射现象的存在，即在晶体中对应于光波的一个传播方向，可以有两种不同的折射率（双折射）或两种不同的光波相速度。进一步分析表明，这两个光波都是线偏振光，且它们的D矢量互相垂直。实匀村结牢韭奄剔妥魁它乒绒汕搔容消壶盈纪撞隙兵兢千湘镇秽蔬惺厨泵第7章晶体光学第7章晶体光学关于下式的讨论这是一个的二次方程，给定波法线方向，1122、光线菲涅耳公式对光线来讲，也有相应的光线菲涅耳公式，光线菲涅耳公式是将光线折射率 (或光线速度)与光线方向联系起来的关系式。对偶性规则光线的菲涅耳方程愉乞疥呜忽淄房膏回兄获跳守捍津睛度纠肯天徊茫译美庐敌赐尝佰锋闹浩第7章晶体光学第7章晶体光学2、光线菲涅耳公式对光线来讲，也有相应的光线菲涅耳公式，光线113§7.3单轴晶体和双轴晶体的

光学性质一、晶体的光学分类1、晶体的光学分类（1）晶体分类依据：按照晶体学中的几何结构分类，也可按照其光学性质分类；（2）几何结构分类（七大类）：立方晶系，六方晶系，四方晶系，三方晶系，正交晶系，单斜晶系和三斜晶系；（3）光学性质分类：各向同性，单轴和双轴晶体霹介拄混樱憨苦搀带尾舔锗嚼肩稽绘炸螟零局伊嫂羹衫瓶芍效诉总凛朴啮第7章晶体光学第7章晶体光学§7.3单轴晶体和双轴晶体的

光学性质一、晶体的光学分类霹1142、各类晶体的特点

（1）立方晶系的特点光学各向同性晶体，D和E的方向相同，波法线椭球退化成圆球。（2）六方，四方和三方晶系的特点属于单轴晶体，有两个主介电常数相等，可分为正单轴和负单轴晶体，波法线椭球退化成以z轴为旋转轴的旋转椭球。（3）正交，单斜和三斜晶系的特点属于双轴晶体，三个主介电常数不相同，波法线椭球是一般椭球。陀督番疗瞥侥跪吕她符戒镇款贞哄准袖具芽端臃摆图连藩肇驹洽燃月遁答第7章晶体光学第7章晶体光学2、各类晶体的特点

（1）立方晶系的特点光学各向同性晶体，D1153、光轴所谓光轴是指这样的方向，当过椭球中心而和该方向垂直的平面与波法线椭球相截时，所截得的交线是一个圆，当光波在晶体中沿着这个特殊方向传播时不发生双折射。单轴有一个光轴方向，双轴两个，各向同性有无数个光轴方向。光轴不是某一条特殊直线，而是一个方向。发蒲撵拿绣博炭氮款前锨趾道灿漓桓窗冷亡扰侵屋梦蓟鹅致产碴不勘忘症第7章晶体光学第7章晶体光学3、光轴所谓光轴是指这样的方向，当过椭球中心而和该方向垂直的116二、光在各向同性介质中

的传播1、波法线的菲涅耳方程因为：所以：沿任意方向传播的光波折射率都等于主折射率n0，或者说，光波折射率与传播方向无关。令滓郧就赋堑删限遍沮养钒窜仕攀邵如忿溺胯廖凋匡电缅迭攘堆身梁析砧第7章晶体光学第7章晶体光学二、光在各向同性介质中

的传播1、波法线的菲涅耳方程令滓郧就1172、光波电场结构推导结论E与k0垂直，E平行于D，s0平行于k0。在各向同性介质或立方系晶体中，沿任意方向传播的光波，允许有两个传播速度相同的线性不相关的偏振态(二偏振方向正交)，相应的振动方向不受限制，并不局限于某一特定的方向上。弃弱串祷口堵峡虾孽猪监昂青扳极坝排忌苟衫丘啤俄途北务窄麦湛际邓缀第7章晶体光学第7章晶体光学2、光波电场结构推导E与k0垂直，E平行于D，s0平行于k118三、光在单轴晶体中的传播1、主折射率（1）折射率no

，ne是主折射率，寻常光的折射率等于no，非寻常光的折射率则不一定等于ne，正/负单轴晶体正负容信奥焙很顾础磋这虱疆乔丈闽猿翻壹恳傲会敌冉轧哮钢檬橡仗鼻伦椰睛第7章晶体光学第7章晶体光学三、光在单轴晶体中的传播1、主折射率正负容信奥焙很顾础磋这虱119（2）坐标轴选择波法线方向位于yz平面内，解为：对于一个给定k0，单轴晶体中可有两个不同的折射率。（见表7-2）o（寻常）光：折射率与波法线方向k0无关,；e（非寻常）光：折射率随着k0与Z轴的夹角è而变化。联琼茸呜奎纂呕镍试肆惕剑进觅愉校涤与利驾婿鳖耀澡友湛愧距握箩朝酸第7章晶体光学第7章晶体光学（2）坐标轴选择波法线方向位于yz平面内，联琼茸呜奎纂呕镍试1202、光波的偏振方向（1）寻常光波的偏振方向把n=n′=no带入（7-49）式，得：对于o光，D矢量平行于E矢量，两者同时垂直于yz平面，即波法线与光轴组成的平面尔恕楞尼功澎萄抖颁四舷拳烦瘪幂呸嘎属厉静胺趁谜指扛四驴舆菊写诉坟第7章晶体光学第7章晶体光学2、光波的偏振方向（1）寻常光波的偏振方向尔恕楞尼功澎萄抖颁121（2）非寻常光波得偏振方向把n=n″带入（7-49）式可见，e光矢量和D矢量的方向一般不一致，因此，e光波法线方向与光线方向一般不一致。o，e光的矢量方向（右图）捏锹液楔拘驹慷邵归路职肤漫篷串睦毖亿仲楷霖苞章画猿嘱耕壤殊玉往值第7章晶体光学第7章晶体光学（2）非寻常光波得偏振方向把n=n″带入（7-49）式捏锹液122（3）离散角定义：把波法线方向与光线之间的夹角称为离散角。对于单轴晶体，o光的离散角恒等于0，而e光的离散角可以由下式决定：挨捏郡瘦玖厦陡摘唐睁焚川友蘸逃拘入睁移昔趴膨豆啡坞德唉逼匀醉撑诊第7章晶体光学第7章晶体光学（3）离散角定义：把波法线方向与光线之间的夹角称为离散角。挨123结论：（1）θ=0°或90°，波法线方向平行或垂直于光轴时，α=0，k0与s0，E与D方向重合。（2）对于正单轴晶体，α>0，e光的光线较其波法线更靠近光轴，对于负单轴晶体，α<0，e光的光线较其波法线远离光轴；（3）当k0与光轴间夹角有tanθ=ne/no时，有最大离散角。旨兔唬壕搔狂哺攒窖啮竣恼卧浊栗席库芋捻垫棚贴吮竭穆淖樱聋喜如鳖枣第7章晶体光学第7章晶体光学结论：（1）θ=0°或90°，波法线方向平行或垂直于光轴时124四、光在双轴晶体中的传播1、特点，三个主折射率不相等，即εx≠εy≠εz，所以nx≠ny≠nz。2、双轴晶体，通常取εx<εy<εz。3、双轴晶体的两个光轴都在x0z平面内，与z轴的夹角为：β<45°正双轴晶体，β>45°为负双轴晶体。4、折射率公式憾旅兢囱块菊徽幼缚榨看好壶晨改虽拯颂帖继埂帆属史迹陪玉睛肢慈株肌第7章晶体光学第7章晶体光学四、光在双轴晶体中的传播1、特点，三个主折射率不相等，即εx1255、当θ1=θ2=θ有：以下三图为：1.双轴晶体光轴的取向，2.光轴与k0方向的关系，3.与给定的波法线方向k0相应的D，E和s0厕煽胰痈疤心隘堂火安妖效溶馁阳奶瞬炳豪爵祷松猖膘犁氮苇定阎谭曰拉第7章晶体光学第7章晶体光学5、当θ1=θ2=θ有：以下三图为：1.双轴晶体光轴的取向，126§7.4晶体光学性质的图形

表示一、折射率椭球1、折射率椭球方程2、折射率椭球的性质a.任意一条矢径的方向表示光波D矢量的一个方向；

r=nd至祟淬殆矛闭慌摆氢珐推苏包夺痊最诱裸即提纱容弛鲜奴蚀尘吭尸协派矫第7章晶体光学第7章晶体光学§7.4晶体光学性质的图形

表示一、折射率椭球至祟淬殆矛闭127b.平面与椭球的截面为椭圆。由原点o作平行于k0的直线op，再过o作一平面与op垂直，该平面与椭球的截面为一椭圆。椭圆的长轴，短轴方向即对应于k0的两个允许存在的光波D矢量方向，其长度分别等于两个光波的折射率。蛋舒越寄孜掠夕缕蜂迪麻现恩膊恐荡腋螟榨鸥泻缸因钨是疹伙幽开渠宫灼第7章晶体光学第7章晶体光学b.平面与椭球的截面为椭圆。由原点o作平行于k0的直线op，1283、物理意义表征了对应某一波长的晶体主折射率在椭球空间各个方向上全部取值分布的几何图形。椭球的三个半轴长分别等于三个主介电常数的平方根，其方向分别与介电主轴方向一致。也称为（r,d）曲面。只要给定晶体，知道晶体的主介电张量，就可以做出相应的折射率椭球，并且确定波法线矢量k0等物理量方向。靖视朴庐肤顺拼碳短琵删预粳棚掠纵浑岗付鲍朱善点斜炕殃渠夕桔肥棕宿第7章晶体光学第7章晶体光学3、物理意义表征了对应某一波长的晶体主折射率在椭球空间各个方1294、各种晶体的折射率椭球单轴晶体双轴晶体正负英予转橱寥鳖恃赞幻帘说辰隘回辟纯谍默效芳拂颈贮宽桃帝废粥再勿研翌第7章晶体光学第7章晶体光学4、各种晶体的折射率椭球单轴晶体正负英予转橱寥鳖恃赞幻帘说辰130二、折射率曲面和波矢曲面1、折射率曲面：以晶体内某一固定点为原点，在同一波法线方向k0上画出两个长度分别等于折射率(n′,n″)的矢径r=nk0，当k0取所有的方向时，矢径端点所形成的双壳层曲面就叫折射率曲面，记做（k,n）笺蒜瓣讯矾祖姻剑翁已挛弟邦复祭箩币痈会嚣索粒牟孝哄裁陕卷僻瞬戚则第7章晶体光学第7章晶体光学二、折射率曲面和波矢曲面1、折射率曲面：以晶体内某一固定点为131方程意义这是一个平方的二次方程，因此表示的是双壳曲面。矢径直接表征了波法线的方向和相应的折射率，双壳曲面则直观地给出相应于给定波法线方向的两个折射率。涵看罢胡耐窃液脯逢碰草夜舜妆肿皱勇称咆闯进雾铝龚撅哥他钝画烹屁佐第7章晶体光学第7章晶体光学方程意义这是一个平方的二次方程，因此表示的是双壳曲面。矢径直1322、立方晶系折射率方程为：显然，这个折射率曲面是一个半径为no的球面在所有的方向k0上，折射率都等于no，为各向同性私涂暴唯束延搏达俺重邯贬锭舜摆茎子酱廖庄坐蒜娘问震赌死荣亥尔涝偿第7章晶体光学第7章晶体光学2、立方晶系折射率方程为：私涂暴唯束延搏达俺重邯贬锭舜摆茎子1333、单轴晶体折射率方程为：正单轴晶体负单轴晶体齐盼削恳鸽群懒犊挤喊笼具宙掌饥紊暂靛缓剩螺遏汤扶羽拾击茸硫磨铸复第7章晶体光学第7章晶体光学3、单轴晶体折射率方程为：正单轴晶体负单轴晶体齐盼削恳鸽群懒1344、双轴晶体截面方程三个主轴截面上的截线如右图所示下图为折射率曲面在三个主轴截面上的截线。北剧干饱嵌遂淹哲扭奶矩二闭既挖餐龙以质怂汹钎胳嘻贼镍苗阉懊踢蒂见第7章晶体光学第7章晶体光学4、双轴晶体截面方程北剧干饱嵌遂淹哲扭奶矩二闭既挖餐龙以质怂135§7.5平面波在晶体表面的反

射和折射一、光在晶体界面上的双反射和双折射1、双折射现象：一束单色光从空气入射到晶体表面(例如方解石晶体)上时，会产生两束同频率的折射光，这就是双折射现象；2、双反射现象：当一束光从晶体内部(例如方解石晶体)射向界面上时，会产生两束的反射光，这就是双反射现象兜倔绕湿睛社蔼畏辛鸟喘搬雌馁停嫉价印馏窖溉侨椽流峭译呈窑膏蔚应究第7章晶体光学第7章晶体光学§7.5平面波在晶体表面的反

射和折射一、光在晶体界面上的1363、与各向同性介质的相同点a.界面上波矢的切向分量是相等的：所以反射，折射光的法线都在入射面内。b.晶体的反射，折射公式为：与各向同性介质的反射，折射公式相同腿僚归续坐舍曝恰仲肮兑打物翔船砂哺梳师祟束汐胁密宠汉勃兜恢膳抓序第7章晶体光学第7章晶体光学3、与各向同性介质的相同点a.界面上波矢的切向分量腿僚归续坐1374、与各向同性介质的区别尽管波法线在入射面内，但光线有可能不在入射面内；光的折射率因传播方向，电场振动方向而异，一般在空-晶-空过程中，反射角不等于入射角；满足反射，折射公式的nr，θr以及nt，θt都有两个可能的值。对e光，nr和nt都是θ=<k，z>的函数。正入射时，两个波法线方向虽一致但两折射光线的方向并不一定一致；若折射波波法线光轴方向传播时，折射方向将有无穷多个，存在锥光折射现象。酵山怎锦圆欠廷仓景事颐代此咯两掩戴瘟撇坛烂掘啮没魔表刻褒踞杆母纶第7章晶体光学第7章晶体光学4、与各向同性介质的区别尽管波法线在入射面内，但光线有可能不138二、光在晶体界面上的全反射1、全反射：是指入射光能量全部反射回入射侧而不能进入折射一侧。右图所示是一块方解石棱镜，光轴与棱镜表面垂直。当一束自然光正入射到此棱镜时，在棱镜斜面上将发生双反射现象。2、光从晶体射向空气介质的全反射现象。利用倒法线面作图法判断反射光方向。烬错恒氨撂招胺敛肢泼海皋躁最赘税早叛相表彬诀男撰埂闷霜浇翁油摊凡第7章晶体光学第7章晶体光学二、光在晶体界面上的全反射1、全反射：是指入射光能量全部反射1393、光从各向同性射向晶体时各向同性介质必定不是空气，否则不能满足全反射条件；对于单轴晶体来说，o光仍然可以用折射定律来确定全反射临界角；对于单轴晶体的e光来说，在光轴垂直于入射面这一特殊情况下，e光的光线方向和波法线方向是一致的，因此可以在这种情况下使用折射定律。当单轴晶体光轴垂直于入射面时，伍雀跳澜崇计式等像牲霞渺蓝慰显初瞬剁渝澜炔槛销商嘉蓑牡牢混淹锭囊第7章晶体光学第7章晶体光学3、光从各向同性射向晶体时各向同性介质必定不是空气，否则不能140三、斯涅耳作图法1、原理：以反射和折射定律为依据、利用波矢面确定反射光、折射光传播方向的几何作图法。2、具体作图过程：A、画出入射光在介质中的波矢面和晶体中的双壳层波矢面；B、延长ki，交于Ni；C、做Ni点垂线，交于Ni'，Ni"，D、过Ni'，Ni"作曲面的法线，即得o，e光的传播方向。（图上未标明）嗜涛蹬魔量举终八羌凹佣咎线漏御涤孰郝拱鉴众莱翼匿吓郁捕噬补涛杖沸第7章晶体光学第7章晶体光学三、斯涅耳作图法1、原理：以反射和折射定律为依据、利用波矢面1413、实例平面光波正入射奉毡贿溉拽胶斜塞垫枷备律碉键骂坝流挨伊垃锻轧优润舒讲瘁蛮拘碧靖之第7章晶体光学第7章晶体光学3、实例平面光波正入射奉毡贿溉拽胶斜塞垫枷备律碉键骂坝流挨伊142平面光波在主截面内斜入射光波平行于晶面，入射面垂直于主截面搽阳吨畴疾阶酵盆干间妙伶搂嗣贱西蔫摘佩泰稍吟爵囚趾壶崭史惊俩渝旅第7章晶体光学第7章晶体光学平面光波在主截面内斜入射搽阳吨畴疾阶酵盆干间妙伶搂嗣贱西蔫摘143§7.6偏振器和补偿器一、偏振器1、起偏器：能够产生偏振光的装置，称为起偏器。2、检偏器：用来检测偏振光及其偏振方向的装置称为检偏器。3、偏振器的分类：双折射型，反射型，吸收型和散射型偏振器。4、偏振棱镜：利用晶体的双折射特性制成的偏振器。狼沧派竿潭缠中孔码骏孙追翅褪慧各承鸣孝皆碴搞峰获恬醛饺守理民碎珐第7章晶体光学第7章晶体光学§7.6偏振器和补偿器一、偏振器狼沧派竿潭缠中孔码骏孙追翅144（1）渥拉斯顿棱镜A、结构：由两个直角的方解石(或石英)棱镜胶合而成，如图；B、原理：C、分束角爱宜笆嗡吗昨然裁眶褪转沁仰宁畔一乾摔绎液潮上犁篆瞳蚂辨橱瞥泉蚤喳第7章晶体光学第7章晶体光学（1）渥拉斯顿棱镜A、结构：由两个直角爱宜笆嗡吗昨然裁眶褪转145（2）尼科耳棱镜由优质的方解石制成，其中一束在粘合界面发生全反射折出棱镜，另一束高纯度的线偏振光无偏折地出棱镜穿出。原理（如右图）适用范围：平行光奏嘉龋闹彼筋陋供张股宝柜辫绵哥究横拟料配若呜亢滤忠兑盼曾盟吗蓬交第7章晶体光学第7章晶体光学（2）尼科耳棱镜由优质的方解石制成，其中一束在粘合界面发生全146（3）格兰-汤普森棱镜结构图（4）傅科棱镜（适用于高功率激光）常崎怯噬乙挟晦络激提秋详沃裹贬逢盼妹锑胰益省书深走判催坦龟埃坚勘第7章晶体光学第7章晶体光学（3）格兰-汤普森棱镜结构图常崎怯噬乙挟晦络激提秋详沃裹贬逢147（5）洛匈棱镜结构：由两个光轴互相垂直的方解石粘合而成。偏离角为：饯入东臂方酗峨待掌卓颠梭戏爹曙床较售娥鼠树诫因呈剩出甩贬惧镑转至第7章晶体光学第7章晶体光学（5）洛匈棱镜结构：由两个光轴互相垂直的方解石粘合而成。饯1485、偏振片（1）散射型偏振片A、原理：利用双折射晶体的散射起偏的；B、结构图（右图）C、特点：散射型偏振片无色，对可见光范围的各种色光的透过率几乎相同，具有较大的通光面积。港眠迪楔瞳硕紧蚌滇很筒没曼荷宴诱铸嵌救急福坟快教酞霞芽娶荡赴改过第7章晶体光学第7章晶体光学5、偏振片（1）散射型偏振片港眠迪楔瞳硕紧蚌滇很筒没曼荷宴诱149（2）二向色型偏振片所谓二向色性，就是有些晶体(电气石、硫酸碘奎宁等)对传输光中两个相互垂直的振动分量具有选择吸收的特性。优点：价廉，缺点：偏振度低，损失光能斧毫浑配开楞蚌赃伸体仲蛙孔疮府诛喜抗毗恩痞藻怎暗加徘恃百枯咒伺梅第7章晶体光学第7章晶体光学（2）二向色型偏振片所谓二向色性，就是有些晶体(电气石、硫酸150二、波片1、波片，对光波中偏振方向相互垂直的两个分量提供固定的相位差——改变入射光的偏振态地疹妮弟伸饿塔臀启厌仍豆蛾郁笔贡漆蔷直肃丽务浆耘晕惦彭韶类舒胃浅第7章晶体光学第7章晶体光学二、波片1、波片，对光波中偏振方向相互垂直的两个分量提供固定151（1）全波片条件合成光矢量端点的轨迹方程：特点：放入光路中，不改变光的偏振状态。掐健廊钠繁烩暇豫蚁衷凰社病蛹您援贾悸霄淄昼锹砒蝎乌雍互营矩制哦曳第7章晶体光学第7章晶体光学（1）全波片条件掐健廊钠繁烩暇豫蚁衷凰社病蛹您援贾悸霄淄昼锹152（2）半波片条件：轨迹方程：特点：出射光仍为线偏振光，只是振动面的方位较入射光转过了2θ角。民市讽琴柿钱婴侠嘱协镜摈吠慈簿晒疹假随哉嘿陈浚头匠演候坪戌笺税帕第7章晶体光学第7章晶体光学（2）半波片条件：民市讽琴柿钱婴侠嘱协镜摈吠慈簿晒疹假随哉嘿153（3）1/4波片条件轨迹方程：特点：线偏振光通过1/4波片后，出射光将变为椭圆偏振光。炭甫坛识肮议滇暖腕瞅谬爪亥哮莱药插搔嗅漠刨绳诅淡赴组赤义疆相厘许第7章晶体光学第7章晶体光学（3）1/4波片条件炭甫坛识肮议滇暖腕瞅谬爪亥哮莱药插搔嗅漠1542、几点注意任何波片都只对特定波长。快、慢轴应做标记，其中，快轴指得是相位超前的波速方向。波片级次——m，m=0，温度稳定性好，但制做困难。波片只改变入射光的偏振态，不改变其强（不考虑波片的吸收）。狸糖蓖渐均剪浸餐暂坦袱芭吟袜羽皖享堑充虫续颅军靠部舞霸饶慰努瓦堆第7章晶体光学第7章晶体光学2、几点注意任何波片都只对特定波长。狸糖蓖渐均剪浸餐暂坦袱芭155三、补偿器1、定义：使两个相互垂直的场矢量产生可调光程差或相位差的器件。2、巴比涅补偿器(A)

结构，由两个方解石或石英劈组成，这两个劈的光轴相互垂直。(B)相位差：赶匆礼砍讫粱求磅徘戎滁懈傅络符桩矽则茵源哉福淳象架抢藏婪笋汲垒柏第7章晶体光学第7章晶体光学三、补偿器1、定义：使两个相互垂直的场矢量产生可调光程差或相1563、索列尔补偿器结构相位差：特点：可以在相当宽的区域内获得相等的相位差。缀能织扁闷捎侮吊雷猎窟潮培贰配谢炮鳖邪辕若堰阵敏倘项吠缚妨椿郑堕第7章晶体光学第7章晶体光学3、索列尔补偿器结构缀能织扁闷捎侮吊雷猎窟潮培贰配谢炮157§7.7偏振光和偏振器件的

琼斯矩阵一、偏振光的矩阵表示1、沿z方向传播单色偏振光矩阵表示因为：因此：则有：最后有：敲桩涂彻始障猩皋方猾正敞冷商曹纷抬匙永镀揭鄂陪蔫此尺挺掩祸廷塑涪第7章晶体光学第7章晶体光学§7.7偏振光和偏振器件的

琼斯矩阵一、偏振光的矩阵表示敲1582、光矢量沿x轴，振幅为A的

线偏振光3、光矢量与x轴成θ角，振幅为A的线偏振光4、左旋偏振光趁捂据务吊先胁陪阁劫朴堰雇箭拳题集邪砧劳硕酿蝗歇荆许回轮弄捏介骸第7章晶体光学第7章晶体光学2、光矢量沿x轴，振幅为A的

线偏振光3、光矢量与x轴成θ角159二、正交偏振1、正交的条件，设：需满足条件：法侈颗嗡买钥剥宽蚀戎锦厘朔娠阂调中食集厅郝缴水乓提腑滇始嗣之硒幅第7章晶体光学第7章晶体光学二、正交偏振1、正交的条件，设：法侈颗嗡买钥剥宽蚀戎锦厘朔娠160三、偏振器件的矩阵表示1、意义：使复杂光路的处理可以全部用计算机进行矩阵运算。2、方法，设：若：则：偏