晶体的主截面和光线的主平面是两个不同的概念

为了便于了解双折射中两束偏振光的特性,引入了晶体的主截面和光线的主平面这两个重要概念. 目前流行的光学教材中,对主截面和主平面的概念的引人说法不一,归纳起来有下面三种: 其一[1,2],把主截面和主平面统一起来写道:包含光轴和光线的平面称为晶体的主截面.O光的光矢量的振动方向垂直于主截面,e光的光矢量的振动方向平行于主截面. 其二[3],根本不提主平面的概念而只提出晶体的主截面.写道:通过光轴并与任一晶面正交的平面叫晶体的主截面.o.光和e光都是线偏振光,但振动方向不同,o光垂直于晶体的主截面,e光平行于晶体的主截面. 其三*,5],…     

低功率近红外光的偏振方向对光致折射率变化影响的实验研究

研究了利用低功率近红外光辐照In:Fe:LiNbO3晶体时写入光束的偏振方向对光致折射率变化(Δn)的影响.分别采用正常偏振(o光)和非常偏振(e光)的近红外细激光束,在In:Fe:LiNbO3晶体中进行了光折变实验.研究表明,两种偏振方向引起晶体的Δn实测曲线相似,但变化规律恰好相反,o光引起的折射率变化量约是e光的3倍左右.近红外光写入下两种偏振光束引起晶体的Δn分布规律都不同于可见光,尤其是e光辐照区域中心晶体的折射率升高.因此,通过选择不同偏振方向的近红外光可以在光折变晶体中制作不同折射率分布的非线性光学器件.     

椭圆偏振光的方位角

线偏振光通过一个任意的波片,被改变为椭圆偏振光时,椭圆的方位角问题,在一般光学教材中,由于篇幅所限,常常不能详细阐述,而在个别高校编写的讲义中则作了较模糊的描述.因此,不少学生对这个问题并未真正搞清楚,往往错误地把从波片前面入射的线偏振光的光振动方向(θ)和从背面透出的椭圆偏振光的方位角(α)混淆起来.其实,两者通常是不一致的,如图1.图中坐标轴X及Y分别代表波片的快轴及慢轴(负晶体,平行于光轴为快轴,垂直于光轴为慢轴;正晶体则与此相反). 设有单色线偏振光通过波片,从波片背面射出时,其光振动的两个分量已分别变成 tx”a cos…     

去除光学器件弹光双折射的方法

在电光、磁光调制器和传感器等光学器件的制作和使用过程中,经常会产生影响器件性能的弹光双折射.根据折射率椭球分析法,通过系统分析各晶系晶体的弹光效应,提出了若干去除光学器件中静态弹光双折射的方法.主要结论包括:对于正交晶系的双轴晶体,当光波沿着晶体任意一个主轴方向传播时,如果作用于晶体另外两个主轴方向的应力能够满足某一与晶体自身参数有关的倍数关系且不存在剪切应力,则可以去除这两个应力引起的弹光双折射;对利用所有单轴晶体,ˉ43m,432,m3m点群的立方晶体和匀质光学玻璃制作的光学器件,如果能够保持晶体沿着x1,x2轴方向的正应力相等且不存在剪切应力,或只对晶体施加x3方向的正应力,也可以避免沿着晶体主光轴x3方向传播光波的弹光双折射.上述去除弹光双折射的方法对光学器件的设计、制作和使用具有重要参考价值.     

非常偏振光在单轴晶体表面的反射-透射研究

为分析非常偏振光在晶体表面的能量损耗,给出一种求解反射率和透射率的方法,即根据电磁场的边值关系以及晶体的双折射和双反射现象,求解晶体光轴在入射面内时,非常偏振光从各向同性介质入射到晶体和从晶体出射到各向同性介质两种情况的反射率和透射率的方法,并给出反射率和透射率的解析解,同时得到对于晶体光轴在入射面内的情况,光轴的取向对非常偏振光反射率的大小几乎没有影响,但对产生全反射的临界角θc影响较大的结论。实验上用LiNbO3晶体验证了非常偏振光从各向同性介质入射到晶体时的反射率公式。求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用。     

偏振光的相干条件

自然光经过各向异性晶片时,由双折射所产生的两条偏振光——寻常光(o光)和非常光(e光)——是不相干的;但用平面偏振光射入晶片所产生的两条偏振光却是相干的,若用偏振仪器(例如尼科耳稜镜)把o光、e光的振动引到同一方向上,则它们将按通常方式发生干涉。有些教科书认为,得出这一结论的原因,在于自然光中不同方向的光振动是由不同原子和分子发出的,彼此没有一定的位相关系,所以不能发生干涉。据此,对于平面偏振光,虽然     

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.     

消色差波片

<正> 一、前言波片是物理光学中最基本和常用的光学元件之一,一般由双折射材料制作。其光轴处于通光面上,当寻常光与非常光的延迟数等于R(=μ(λ)d/λ)时,称为R波片。对各种晶体其双折射率μ都是波长的函数,一般随波长增加而减小,所以对R波片,双折射晶片厚度     

复指数矩阵法研究螺旋液晶光学传播特性

提出一种研究螺旋液晶光学特性的数学处理方法.螺旋型液晶可当作N层双折射材料晶片叠合而成,而相邻晶片的光轴依次旋转一个小角度.在光学转换矩阵中引入复数来研究螺旋型液晶光学性能,给出了相关的数学处理方法.研究了线性偏振光在螺旋液晶中的传播特性,并给出了光经过螺旋液晶后电场强度的矩阵表达式.研究发现,如果入射光波长等于螺旋液晶螺距,线偏振光经过右螺旋液晶后是左旋圆偏振光.理论上分析了螺旋液晶对可见光选择性反射机理.     

双折射双频激光器偏振特性的分析

用激光原理和晶体光学原理分析了腔内加旋光晶体的激光器输出光的偏振特性，实验和分析表明，激光器输出两束不同频率的垂直线偏振光，激光器两端输出光的偏振面有一夹角ａ，且此夹角与晶轴和传光方向的夹角θ有关。理论计算结果在双折射双频激光器的实验结果符合很好。     

偏振光干涉中的一个问题

在工科物理教材中,“偏振光干涉”这一节往往通过以下实验简略地说明偏振光的干涉机理。如图1,若将平面线偏振光投射到图中所示装置上,并适当调整晶片 P 的光轴和检偏器 M 的透振方向,可在屏 G 上观察到干涉现象;而若将自然光直接投射到晶片上,屏上将不会出现干涉现象.对此,某些教材是这样解释的:“由天然光线经过双折射晶体所产生的寻常光线与非常光线是不相干的,因为它们来自于不同的原子和分子,相互     

用电磁理论说明各向异性晶体的基本光学现象

用电磁理论说明各向异性晶体为什么会产生双折射,双折射的光为什么都是线偏振光.     

双折射晶体琼斯矩阵分析

利用双折射晶体中两特征偏振态在晶体中独立传播的理论，推导出双折射晶体的琼斯矩阵，并对特征光波为线、圆、椭圆偏振光时的琼斯矩阵做出相应的分析和讨论。找出了直接影响光透过晶体后偏振态的因素，并做出相互之间的关系曲线。对分析双折射晶体对光偏振态的影响以及通过光学方法分析晶体性质具有一定参考价值。最后分析了水晶片旋光性质变化的原因，对四频差动激光陀螺中水晶片的安装具有一定的指导作用。     

光在双轴晶体中的传播

单轴晶体中光的传播情况已为人们所熟知.它的物理图象简单清晰,也便于定量计算.双轴晶体中光的传播要复杂得多,且不便于定量计算.本文的分析表明,单色平面波在双轴晶体中传播时,相应的两光振动是处在这样两个平面内,即由波法线分别和两个晶体光轴所成平面的两个平分平面内.与单轴晶体相类似,我们定义这两个平分平面为两光的主平面,相应的两光线也分别处在这两个主平面内,其方向与波法线方向之间有明确的关系.在晶体界面上的双折射中,两光波法线都满足折射定律,两光线方向也可随之确定. 一、一般描述 若单色平面波在晶体中的波法线为S,两个…     

利用光镊技术演示光的自旋角动量

阐述了光与物体相互作用时自旋角动量的传递与扭力矩原理.基于光镊光致旋转原理,利用能够悬浮单个粒子的光镊技术并采用具有双折射特性的CaCO3晶体粒子,设计了微粒在不同偏振光场中的旋转运动实验内容,研究光与双折射晶体粒子相互作用产生的光致旋转效应,观察和测量由自旋角动量引起粒子的扭转力矩的大小、方向以及旋转速度等力学效应.     

巧用液晶显示器上的偏振片

1偏振片及其用途 偏振片利用的是晶体的二向色性（指晶体对不同方向振动的电矢量具有选择吸收的性质）即某些晶体对。光和e光的吸收有很大差异．例如，电气石对。光有强烈吸收的作用，对e光吸收很弱，用它可产生线偏振光．天然晶体偏振器尺寸不大，成本很高．现今广泛使用的偏振片是人工使具有二向色性的细微晶粒的光轴在聚乙烯醇薄膜上定向排列而成的一种透明薄片．     

反常色散材料光子晶体中光输运的光学控制

研究了光抽运对由铯原子蒸气构成的光子晶体的影响.研究发现,利用较弱光强的线抽运光即可显著地改变这种反常色散光子晶体的透射率.而利用圆偏振光抽运可以进一步降低抽运光的阈值,并在反常色散光子晶体中获得极大的法拉第旋转.反常色散光子晶体的这些特性为光控光开关的研究和制作提供了一条新途径.     

光学平衡桥式电流互感器的设计

为了消除传感头随温度变化的线性双折射对光学电流互感器性能的影响,提出了光学平衡桥式电流互感器的概念,并给出了设计原理.推导了与温度有关的线性双折射导致的线偏振光方化角变化量的解析式,并计算了用1/2波片来消除线性双折射影响时波片光轴的方向.给出了光学平衡桥的工作原理和信号处理的方法,推导出计算电流的表达式.进行了实验研究,螺线管电流为2 A,温度在20℃-65℃范围变化时,所设计互感器的输出误差在2.96%以内.提出的光学平衡桥式电流互感器,解决了原有方法存在的线性双折射随温度变化对测量精度影响的难题,有利于促进光学电流互感器的实用化进程.     

偶氮苯侧链聚合物液晶薄膜的光致双折射和永久光学性存储研究

研究了一种含偶氮基侧链聚合物液晶薄膜,该液晶薄膜表现出显着的光致双折射(Δn～1.1×10^-2).当关闭写光作用后,光致双折射的大小没有任何衰减,表现出永久光存储特性.光致双折射的擦除可通过将样品加热到接近其清亮点温度,或用一束圆偏振光照射来实现.分析了偶氮侧链聚合物永久性光学存储的物理机制.     

横向塞曼激光器

横向塞曼激光器(TZL)的优异特性是:可同时产生两个垂直偏振的线偏振光,二者之间的频差从几十千赫到几百千赫(取决于磁场强度、谐振腔的各向异性和激活介质的非线性),频差连续可调;具有高的频率稳定度和频率再现度.因此,它在精密干涉计量,晶体旋光性和双折射的检测,多普勒测速等方面有广泛应用前景. TZL的工作原理是基于横向磁场(磁场方向垂直于光的传播方向)下的反常塞曼效应和激光谐振腔的各向异性.原子的发射光谱在磁场作用下发生分裂.在没有谐振腔的作用时,沿光的传播方向可接收到三种线偏振光:　　和　　,它们分别对应于磁量子数之差…