国家精品课程国家“十一五”规划教材nOPTICSu.c.eddu光学s.stic.op第五章www山东大学信息学院光学系蔡履中主讲2008,11www.optics.sdu.edu.cnlzcai@sdu.edu.cn第五章光在晶体中的传播第五章光在晶体中的传播5.1晶体双折射5.2晶体光学器件偏振光的检验5.3偏振光的干涉5.4www旋光.optics.sdu.edu.cnwww.optics.sdu.edu.cn5-1-1/12lzcai@sdu.edu.cn第五章光在晶体中的传播前文主要讨论各向同性介质中光的传播，n此处主要讨论各向异性介质，最典型的是晶体..cduu.e晶体:空间周期结构—空间点阵sdcs.pti单晶：空间有序结构，一般有空间各向异性..o多晶www：单晶的混合,整体上的各向同性.空间各向异性与光的偏振性质有关www.optics.sdu.edu.cn5-1-2/12lzcai@sdu.edu.cn第五章光在晶体中的传播nu.c.eddus.stic.opwww方解石(CaCO3)石英(水晶)(SiO2)解理面,解理形式—对应原子排列方式,规则外形,对称性www.optics.sdu.edu.cn5-1-3/12lzcai@sdu.edu.cn5.1.1双折射现象基本定义与规律§5.1晶体双折射5.1.1双折射现象基本定义与规律在方解石晶体中截取平行平面晶片A,B,C.cn一束自然光入射方解石片Cdu一般的产生两束折射光，.edu一束遵守折射定律——寻常光（os光）.sicz另一束不遵守折射定律——pt非(寻)常光（e光）二者都是线偏振光,透过晶片看物可见双影..oACwwweBo转动晶体C,e光绕o光旋转z’Cwww.optics.sdu.edu.cn5-1-4/12lzcai@sdu.edu.cnIsotropiccrystal(NaCl)方解石www.optics.sdu.edu.ccalcitenwww.optics.sdu.edu.cnAnisotropiccrystal(calcite)双折射5-1-5/12lzcai@sdu.edu.cn5.1.1双折射现象基本定义与规律e晶片Ao,e光传播速度相同,vvoe=o无双折射nAu.cedo传播方向相同，晶片Bu.e但dvv≠，亦为双折射s.soeBcpti晶体中存在一个特殊方向,.o沿此方向传播的光不发生双折射,不同振动方向的光的传播方向和速度都相同,此方向称为晶体的www光轴.用zz’或虚线表示注意：光轴是一个方向，不是一条直线.方解石,石英---单轴晶体，双轴晶体不研究.www.optics.sdu.edu.cn5-1-6/12lzcai@sdu.edu.cn5.1.1双折射现象基本定义与规律描述双折射现象的几个术语主截面:包含光轴及晶体表面法线的平面.主截面与晶体结构及切割方式有关..cndzuz.e方解石主截面usdcs.pti.oz’z’主平面:www光在晶体中的传播方向与光轴构成的面.o光主平面：o光与光轴构成的平面一般并不重合e光主平面：e光与光轴构成的平面www.optics.sdu.edu.cn5-1-7/12lzcai@sdu.edu.cn5.1.1双折射现象基本定义与规律特例:在主截面内入射，则o,e光都在该面内，e主截面为o光、e光的公共主平面，no这时三者合一..cdu前几例都为此情况，这是以后研究的重点u.e..sdo光振动方向ics⊥o光主平面振动方向pt.eo光振动方向在e光主平面内wwwo振动⊥主截面在主截面内入射e振动在主截面内www.optics.sdu.edu.cn5-1-8/12lzcai@sdu.edu.cn5.1.2单轴晶体中的波面——惠更斯假设5.1.2单轴晶体中的波面——惠更斯假设晶体中一个光源（真正点光n源或次波中心）激起的扰动经某u.c段时间Δt在空间形成两个波面：.edduo光波面∑——球面（各向同性）.socs二者在光轴方向相切e光波面∑——旋转椭球面ti（各向异性）ep.oco光各向同性:v,n=oovwwwo沿光轴方向传播速度vo，折射率nocn=e光各向异性:垂直光轴方向传播速度ve，折射率eve其他方向，速度介于vo和ve之间，折射率介于no和ne之间.ww