光轴仅标志一定的 二 双折射现象 方向，并不限于某 条特殊的直线！ e光 0光 晶体双折射 晶体光轴 单轴晶体：只有一个光轴。（石英、方解石） 双轴晶体：有两个光轴。 正晶体：e光速度在除光轴外的任何方向上都比o光小（石英） 负晶体：e光速度在除光轴外的任何方向上都比o光大（方解石） 16
16 O光 e光 晶体双折射 晶体光轴 单轴晶体：只有一个光轴。（石英、方解石） 双轴晶体：有两个光轴。 正晶体：e光速度在除光轴外的任何方向上都比o光小（石英） 负晶体：e光速度在除光轴外的任何方向上都比o光大（方解石） 光轴仅标志一定的 方向，并不限于某 条特殊的直线！ 二 双折射现象
三折射率椭球 晶体光学性质的各向异性起因：[ε]二阶对称张量 二阶对称张量的表示：示性曲面 B D:=yE E:=Bi D 主轴坐标系中，8和B的二阶示性曲面方程： 6x2+62y2+6322=1 菲涅耳椭球 Bx2+B2y2+B3z2=1 折射率椭球 折射率椭球表达式： 17
17 折射率椭球 三 折射率椭球 晶体光学性质的各向异性起因： ][ ij ε 二阶对称张量 二阶对称张量的表示：示性曲面 ED jiji = ε = β DE jiji 主轴坐标系中， 和 的二阶示性曲面方程： β ij ij ε 1 2 3 2 2 2 1 εεε zyx =++ 1 2 3 2 2 2 1 βββ zyx =++ 菲涅耳椭球 1 3 2 2 2 1 2 =++ εεε zyx 1 2 3 2 2 2 2 2 1 2 =++ n z n y n x 折射率椭球表达式：
三折射率椭球 P =1 n 2 n 折射率椭球的物理意义： >表示晶体折射率（对某个确定频率）在晶体空间各方向 (光波的D矢量方向)上的全部取值分布的几何图形。 >通过椭球中心的每个矢径方向，代表D矢量的一个方向， 其长度即为其D矢量在此方向振动的光波折射率。 18
18 三 折射率椭球 1 2 3 2 2 2 2 2 1 2 =++ n z n y n x 折射率椭球的物理意义： ¾ 表示晶体折射率（对某个确定频率）在晶体空间各方向 （光波的D矢量方向）上的全部取值分布的几何图形。 ¾ 通过椭球中心的每个矢径方向，代表D矢量的一个方向， 其长度即为其D矢量在此方向振动的光波折射率
8-3电光效应 晶体施加电场，引起束缚电荷重新分布，导致离子晶格的微小形 变，其结果将引起介电系数的变化，最终导致晶体折射率的变化。 △n=n-n=C,E+c2E2+… 一次（线性）电光效应：折射率的改变与外加电场大小成正比。 二次电光效应（克尔）：折射率的改变与外加电场强度的平方成正比。 引入电场的方式： >纵向电光效应：电场方向与光束传播方向平行 >横向电光效应：电场方向与光束传播方向垂直 19
19 晶体施加电场，引起束缚电荷重新分布，导致离子晶格的微小形 变，其结果将引起介电系数的变化，最终导致晶体折射率的变化 。 一次(线性)电光效应：折射率的改变与外加电场大小成正比。 二次电光效应(克尔)：折射率的改变与外加电场强度的平方成正比。 Δ 210 EcEcnnn 2 ++=−= L 引入电场的方式： ¾ 纵向电光效应：电场方向与光束传播方向平行 ¾ 横向电光效应：电场方向与光束传播方向垂直 8-3 电光效应
一 线性电光效应 主轴坐标系中未加外电场： n KDP晶体（负单轴)： nx=ny=no,n:=ne,no ne 引入电场： 折射率椭球 )+++*2如+2w=1 20
20 折射率椭球 主轴坐标系中未加外电场： eoezoyx == = ,, > nnnnnnn KDP晶体（负单轴）： 引入电场： 一 线性电光效应 1 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2 =++=++ zyx n z n y n x n z n y n x 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 6 2 5 2 4 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2 ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ′ xy n xz n yz n z n y n x n