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.     

惠更斯作图法分析双折射中e光的反常现象

在单轴晶体双折射中,e光会发生一些反常的折射现象如负折射、e光离散角、全反射现象等.与文献中普遍所采用的基于平面光波在晶体中传播的电磁理论特性求解的过程不同,本文则以更为直观的惠更斯作图法为出发点,利用几何求解,得出负反射临界角、e光离散角、全反射临界角,并加以说明和讨论.     

尼科耳棱镜中e光的传播

根据惠更斯原理，用求波阵面的方法对尼科耳棱镜中ｅ光的传播作了定量的讨论，指出对ｅ光而言，方解石相对于加拿大树胶并不总是光疏媒质，也有可能是光密媒质，甚至使ｅ光发生全反射。     

单轴晶体主截面内e光折射角和阵面角的计算和作图

应用惠更斯原理可推导主截面内折射角公式和阵面角公式,这是分析和演示双折射现象的基础;应用MATLAB的立体作图和动画功能,能够简单、直观地阐明双折射的规律.     

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。     

光在单轴晶体内表面上的反射

基于电磁波边界条件，从几何光学的角度，对单轴日 体内表面上光的反射规律进行了分析和讨论，给出了寻常光和非常光波法线和光线反射的公式，同时指出了上述结果与由费马原理导出的结果是一致的。     

单轴晶体光轴任意取向时非寻常光的折射规律

在单轴晶体光轴任意取向的情形下 ,应用惠更斯原理导出了非寻常光折射方向的普遍计算公式 ,并给出了确定非寻常光线折射面和折射角的具体解。结合几种熟知的特殊情形进行了简要讨论 ,揭示了文中所得到的折射规律较之斯涅尔定律更具有普遍性 ,从而为光学系统中各类单轴晶体光学元件的应用提供了一个理论依据     

光轴平行晶体表面时的锥光干涉图

针对光轴平行晶体表面时的锥光干涉图,提出了计算干涉场中振幅和相位分布的方法,据此绘制完整的干涉图,方便地显示出晶体参数改变时锥光干涉图的变化规律．用CCD摄像机拍摄了铌酸锂晶体的锥光干涉图,结果与理论完全一致。     

单轴晶体中光折射的图解计算及会聚偏振光干涉的定量分析

介绍了用单根入射光线图解各向同性和各向异性介质中折射线的作图法,该方法可直接求得非寻常光的波法线方向,从而为利用（通常）折射率计算光程提供方便,作为实例,分析计算了单轴晶体中会聚偏振光的干涉,得到了比已有文献更为精确和简明的结果。     

用布儒斯特角法同时测定单轴晶体的折射率和光轴方向

在理论上分析了光轴任意方向的单轴晶体的折射率．根据布儒斯特角原理,当线偏振光的电场矢量平行于入射面时,通过测出对样品三个表面的布儒斯特角,就能同时确定单轴晶体的折射率和光轴方向．并利用分光计,在光轴不确定的情况下,测定了方解石的两个主折射率和光轴方向．     

Switching the direction of spin accumulation in the spin Hall effect of light by adjusting the optical axis of an uniaxial crystal

We theoretically and experimentally investigate a switchable spin Hall effect (SHE) of light in reflection near the Brewster angle at an air-uniaxial crystal interface. We find a large transverse spin splitting near the Brewster angle, whose sign can be altered by rotating the optical axis. As an analogy of the SHE in an electronic system, a switchable spin accumulation in the SHE of light is detected. We are able to switch the direction of the spin accumulation by adjusting the optical axis angle of the uniaxial crystal. These findings may give opportunities for photon spin manipulating and developing a new generation of nano-photonic devices.     

Nonparaxial propagation of Hermite-Laguerre-Gaussian beams in uniaxial crystal orthogonal to the optical axis

Analytical expressions for the three components of the nonparaxial propagation of a Hermite-Laguerre-Gaussian （HLG） beam in uniaxial crystal orthogonal to the optical axis are derived. The intensity distribution of an HLG beam and its three components propagating in a uniaxial crystal orthogonal to the optical axis are demonstrated by numerical examples. Although the y and z components of an HLG beam in the incident plane are both equal to zero, they emerge upon propagation inside the uniaxial crystal. Moreover, the beam profile of the x component is relatively stable and the beam profiles of the y and z components have the same evolution law. If the ratio of the extraordinary refractive index to the ordinary refractive index is larger than unity, the beam profile of the HLG beam is elongated in the x direction and generally rotates clockwise. Otherwise, the beam profile of the HLG beam is elongated in the y direction and generally rotates anticlockwise. This research is beneficial to the optical trapping and nonlinear optics involved in the rotation of a beam profile.     

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.