雙折射現(xiàn)象理論分析及應(yīng)用

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1、雙折射性當(dāng)光射入各向異性晶體(如方解石晶體)后，可以觀察到有兩束折射光，這種現(xiàn)象稱為光的雙折射現(xiàn)象。兩束折射線中的一束始終遵守折射定律這一束折射光稱為尋常光，通常用o表示，簡稱o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律這束光通常稱為非常光，用e表示，簡稱e光。光軸、主平面當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個特殊方向傳播時將不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。若光軸在入射面內(nèi)，實驗發(fā)現(xiàn)：O光、e光均在入射面內(nèi)傳播，且振動方向相互垂直。若沿光軸方向入射，O光和e光具有相同

2、的折射率和相同的波速，因而無雙折射現(xiàn)象。單軸晶體：只有一個光軸的晶體雙軸晶體：有兩個光軸的晶體主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。用惠更斯原理解釋光的雙折射現(xiàn)象晶體有正晶體和負(fù)晶體。正晶體:ne>no負(fù)晶體:ne

3、行光傾斜入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸與晶體表面斜交如果光軸不在入射面內(nèi)，球面和橢球面相切的點，就不會在入射面內(nèi)，則O光、e光振動方向并不相互垂直。平行光垂直入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸與晶體表面斜交出射兩束偏振方向相互垂直的線偏光平行光垂直入射，光軸在入射面內(nèi)，光軸平行晶體表面出射光沿同方向傳播，具有相互垂直的偏振方向。雙折射現(xiàn)象的應(yīng)用尼科耳棱鏡：兩塊特殊要求加工的直角方解石，如圖：光軸在ACNM平面內(nèi)方向與AC成480，入射面取ACNM面方解石的折射率n0=1.658,ne=1.486。加拿大樹膠

4、的折射率n=1.55，O光入射角大于其臨界角arcsin(1.55/1.658)=69012’，被全反射，在CN處為涂黑層所吸收。出射偏振方向在ACNM平面內(nèi)的偏振光.波晶片（波片）厚度為d,光軸與兩個表面平行的雙折射晶體薄片稱為波片。當(dāng)自然光垂直入射時，由晶體出射的是振動方向相互垂直的線偏振光，它們沿原入射方向同向傳播，但傳播速度不同。對于方解石晶體e光比O光快。對于石英晶體e光比O光慢。O光和e光兩者到達波片的另一表面時，必然有相位差。設(shè)d為O光超前于e光的相位，則其光程差為：若O光和e光的

5、相位差為：d=2kπ則該波片稱為波長片或全波片。若O和e光相位差為d=(2k+1)π則稱為二分之一波長片或半波片。若O和e光相位差為（2k+1）π/2,光程差是1/4波長的奇數(shù)倍.則稱為四分之一波片。波片的作用是使通過它的O光和e光有相位上的改變，因此也稱為相位延遲器。在偏振光分析中有著獨特的作用。