非寻常光的折射规律

在单轴晶体的光轴与入射面平行的情形下用费马原理计算非寻常光光线的折射角，然后就怎样定义非寻常光作些讨论，最后在单轴晶体的光轴任意取向的普遍情形下给出计算非寻常光光线折射方向的公式。     

单轴晶体中的负折射现象研究

分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射的最佳条件。计算发现,通过调节光轴角和各向异性参量可以使得负折射现象更为明显,获得最佳光轴角和最大入射临界角。各向异性强的晶体实现负折射的入射角范围可能会很大。讨论了单轴晶体中和负折射率介质中的负折射现象的区别：负折射率介质中的负折射是由负的折射率引起的,单轴晶体中是由于各向异性决定的。同时还发现单轴晶体中的能流负折射现象不能实现Pendry在理论上所预言的完美透镜。     

用惠更斯作图法讨论单轴晶体中双波长双负折射现象

近年的研究表明,在右手性的各向异性材料(如普通晶体)中一定条件下也会形成负折射,用惠更斯作图法可以清楚地说明普通单轴晶体中出现的这种情况.本文用惠更斯作图法说明在适当条件下,一束含有两种波长的光入射到单轴晶体中会出现双正折射、一正一负折射、双负折射等物理现象.以钒酸钇晶体为例,计算了发生负折射现象的临界入射角.本文的工...     

单轴晶体中负折射现象的演示

用惠更斯作图法定性地说明了单轴晶体中负折射现象产生的基本原理,演示了YVO4晶体中发生的负折射现象.该实验有助于学生全面认识折射现象.     

光在两单轴晶体分界面的反射与透射系数

研究光在两单轴晶体分界面处的反射和折射情况,分析了反射光和折射光的振幅与相位,给出了光在两单轴晶体分界面处的反复和透射系数。     

用惠更斯作图法分析单轴晶体中的负折射现象

利用惠更斯作图法说明在普通单轴晶体中适当条件下也存在负折射现象,计算了发生负折射的临界入射角,推导了数值计算负折射角的方程.本文的工作有利于在教学中介绍左手材料及负折射现象时,给予学生正确全面的认识.     

光学材料 光学晶体、液晶

O713 2005064433 单轴晶体中的负折射现象研究=Investigation of negative refraction in a uniaxial crystal[刊,中]/罗海陆(华南师范 大学传输光学实验室．广东,广州(510631))．胡巍…∥光 学学报．-2005,25(9),-1249-1253 分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射 的最佳条件。计算发现,通过调节光轴角和各向异性参量     

单轴晶体和各向同性介质交界面上e光光线的折射

根据光在各向异性介质中遵从的Ｆｅｒｍａｔ 原理,较系统地讨论了单轴晶体和各向同性介质交界面上的ｅ 光（ 非常光） 光线的折射,得到了光轴在任意取向情况下的折射基本公式。同时给出一般情况下确定ｅ 光线折射角的具体解。在此基础上对几种特殊的光轴取向给予了较详细的讨论。最后讨论了ｅ 光线的折射公式与ｅ 光波法线的折射定律的等价性,从而说明Ｆｅｒｍａｔ 原理与光的电磁波理论存在内在的一致性。     

光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性

根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变|发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变|发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化.     

光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性

根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变;发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变;发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化.     

光轴方向任意的晶体连续双折射双反射

根据惠更斯定理,研究了单轴晶体光轴任意方向的双折射与全内双反射,给出了光线方向和光波法线方向的普遍公式.讨论了在晶体内沿多个面的连续双折射双反射,分析了前一界面输出量和后一界面输入量之间的联系,得到多次双折射双反射后的光线方向和光波法线方向.在此基础上,适当地选取晶体的界面参数,相当于选取光轴方向,可以使o光和e光的分离角Δoe更大.光轴方向任意的晶体连续双折射双反射对晶体器件的最优化设计非常有帮助.最后给出了改变斜入射2×2电光开关的出射面参数使Δoe优化的实例.     

The coefficients of reflection and refraction on interface of the crystals in the Savart polariscope

According to the boundary conditions of the electromagnetic field, the coefficients of reflection and refraction on the interface of crystal in the Savart polariscope are obtained for ordinary ray (o-ray) and extraordinary ray (e-ray).The coefficients of reflection and refraction are different from an isotropic medium and have more complicated forms than isotropic medium.     

晶体的连续双折射双反射及其集成应用:1×N电光开关

根据惠更斯定理 ,给出了单轴晶体内双折射与全内双反射的光线方向和光波法线方向的普遍公式。并讨论了在晶体内沿多个面的连续双折射双反射 ,分析了前一界面输出量和后一界面输入量之间的联系 ,得到多次双折射双反射后的光线方向和光波法线方向。在此基础上 ,提出一种单块晶体集成的 1×N电光开关 ,即把多个电光调制器安置在全反射面之间。由于双折射效应 ,寻常光和非常光有不同的全内反射 ;给不同的电极对上加上半波电压改变输入光的偏振状态 ,再使光通过不同数目的反射面反射 ,最后输出光就有不同的角度。具有结构简单、插入损耗小、抗干扰性强等优点。给出了 1× 4光开关的实例。     

Amphoteric refraction exhibited by anisotropic crystals

Amphoteric refraction of light ray at the interface between isotropic materials and anisotropic materials is analyzed. Depending on the incident angle, the refractive light ray can either refract positively or negatively. This amphoteric refraction phenomenon can be quite prevalent when the difference of the two principal refractive indices is large. The reflectance under various incident angles has also been calculated, and an experimental demonstration with a calcite crystal in air is presented.     

Analysis of Internal Conical Refraction Using Ray Tracing Formulas for the Biaxial Crystal

Internal or external conical refractions are strange optical phenomena appearing in biaxial crystal. In this paper the analysis of internal conical refraction is derived using the ray tracing formulas for the biaxial crystals, after explaining the theory of the ray tracing for the biaxial or uniaxial crystals. The double rings of conical refraction are also investigated; these are affected by the polarization state or angular intensity distributions of the incident light beam causing conical refraction.     

单轴晶体的光程差和Lyot型滤光器的视场

 建立了以光线入射方向和晶体光轴方向为基准的入射坐标系，利用波法线反曲面方程和电磁场在晶体折射界面处切向分量连续性的边界条件，得到了晶体中波法线方向、射线方向、波法线折射率和射线折射率的表达式。从非常光的射线方向和射线折射率出发，得到了在任意的晶体光轴方向和入射角条件下，光通过单轴晶体后寻常光、非常光的光程差表达式。对Lyot型滤光单元的透射率和视场进行了计算分析后发现，滤光单元的透射率随光线入射角的变化呈现一定的周期性，视场随光轴倾角的增大而减小。得出了透射率和视场随光轴倾角(光轴与晶体表面的夹角)和光线入射角(光线在晶体表面的入射角)的变化规律。讨论了通过改变晶体倾角实现滤光器调谐和补偿晶体厚度加工误差等技术问题。     

Giving birth to the refined unambiguous statement of Snell's law in ray optics

This paper reports on the ambiguity present in the long-running Snell's law of refraction of light, which is based on the traditional ambiguous definitions of the angles of incidence and refraction in ray optics. To get rid of the said ambiguity, the refined unambiguous definitions of angles of incidence and refraction reported earlier by the author have been employed to give birth to the refined unambiguous statement of Snell's law of refraction. The most interesting physical insights that resulted from the refined unambiguous statement of Snell's law are: (i) in case of refraction of light of a particular colour while passing from one optical medium to another, the ratio of the sine of the angle of incidence and the sine of the angle of refraction is approximately equal to the refractive index of the second optical medium with respect to the first optical medium and (ii) the refractive index of an optical medium ‘b’ with respect to another optical medium ‘a’ is approximately equal to the reciprocal of the refractive index of the optical medium ‘a’ with respect to the optical medium ‘b’, and vice versa. These results are entirely novel and different from those existing in the traditional literature of ray optics.