固體光學(xué)晶體光學(xué)(3)(編輯修改稿)
2025-06-18 19:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 全暗 ， 稱為消光現(xiàn)象 。 此時(shí)晶片 c所處的位置稱為消光位置 。 晶片轉(zhuǎn) 360‘將出現(xiàn)四次消光 。 晶片 c 隨轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)一周，視野將出現(xiàn)四次最亮位置 。 2）平行偏光鏡 (?=0)下的偏光干涉 如將晶片 c 隨載物臺(tái)轉(zhuǎn) 360。出現(xiàn)四次視野最亮位置。 則晶片 c隨物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng) 360”將出現(xiàn)四次消光位置。 四、晶體的旋光性 當(dāng)光在光學(xué)均質(zhì)體 (如正方晶系晶體 )或各單軸晶中沿光鈾方向傳播時(shí) ， 并不發(fā)生雙折射現(xiàn)象 ， 一 個(gè)線偏振光波 ， 沿光軸方向通過單軸晶體時(shí) 。 在一般情況下 ， 振動(dòng)方向并不改變 ． 但有些晶體 (如水晶 )中 ， 單色偏振光波沿光軸方向通過晶體后 ，其振動(dòng)面會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) ， 轉(zhuǎn)動(dòng)角度與晶體厚度成正比 ． 這就是晶體中的旋光現(xiàn)象如圖所示 ． 旋光現(xiàn)象可作如下解釋；任何 —個(gè)線偏振光都可以分解為兩個(gè)頻率相同 、 方向相反的圓偏振光 ． — 個(gè)右旋的和 個(gè)左旋的 。 當(dāng)介質(zhì)不具有旋光性時(shí) ， 這兩個(gè)圓偏振光波在介質(zhì)中具有相同的相速度和折射率 ， 因而在任何時(shí)刻它們的合成振動(dòng)矢量的方向保持不變 ． 若介質(zhì)具有旋光性 ， 則這兩個(gè)圓偏振光波在介質(zhì)中就具有不同的相速度和折射率 。 在入射處位相相同的兩個(gè)圓偏振光波 ，從晶體中射出時(shí) ， 就出現(xiàn)了位相差 ， 它們的合成振動(dòng)矢量比原有的方向就轉(zhuǎn)了一個(gè)角度 ， 從而表現(xiàn)為振動(dòng)力向的旋轉(zhuǎn) ． 設(shè)左旋 和右旋的圓偏振光波的波長和折射率分別為 ?r， ?l，在晶體中傳播 d 距離之后，右旋和左旋圓偏振光波的位相差為 ’ 式中 ?0為光波在真空中的波長．因此，線偏振光波振動(dòng)面的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為 ? 介質(zhì)中單位長度的轉(zhuǎn)動(dòng)角度 ?稱為旋光率 以上討論的旋光現(xiàn)象 ， 僅限于立方晶體 、 單鈾晶和雙軸晶中的光軸方向 ， 因?yàn)橐话阈饩w的ne— no＜ 104， 比一般雙折射晶體的雙折射率(103一 101)小得多 ， 所以旋光現(xiàn)象只有在排除雙折射干擾的情況下 ， 才能表現(xiàn)出來 ． 應(yīng)該指出 ， 旋光性是由旋光物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)造決定的 、 旋光晶體的內(nèi)部常具有非中心對(duì)稱的螺旋狀結(jié)構(gòu) ， 因此使得旋轉(zhuǎn)方向相反 第二部分：晶體的非線性光學(xué)性質(zhì)（一） 晶體的非線性光學(xué)現(xiàn)象 晶體的非線性極化模型 晶體的二級(jí)非線性光學(xué)極化 二次諧波的產(chǎn)生及位相匹配條件 一、晶體的非線性光學(xué)現(xiàn)象 自 1961年以來 ， 人們借助激光發(fā)現(xiàn)了晶體的大量非線性光學(xué)效應(yīng) ， 并在光學(xué)領(lǐng)域里形成了一門新興的分支學(xué)科 —— 非線性光學(xué) (或稱強(qiáng)光光學(xué) )。 該學(xué)科主要研究強(qiáng)激光與物質(zhì)相互作用中出現(xiàn)的一系列新現(xiàn)象和新效應(yīng) ， 包括：光學(xué)諧波 ， 光學(xué)混頓 ， 光學(xué)參量放大 ． 受激拉曼散射 ， 受激布里淵散射 ， 受激瑞利散射 ， 光的自聚焦效應(yīng) ， 瞬態(tài)相干光學(xué)效應(yīng) ， 相位共軛效應(yīng) ， 光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)以及強(qiáng)光光譜學(xué)效應(yīng)等 ， 這門學(xué)科目前仍在發(fā)展中 ， 新的效應(yīng)仍在不斷出現(xiàn) 。 需要指出的是 ， 上面列舉的許多效應(yīng)和現(xiàn)象 ， 并不是都能用介質(zhì)非線性電極化的觀點(diǎn)和處理方法解釋清楚的 。 也就是說 ， 有許多新現(xiàn)象和新效應(yīng)的實(shí)質(zhì)并非都能用數(shù)學(xué)上“ 非線性 ” 這樣簡單的概念來反映 。 因此 ， 有人把非線性光學(xué)稱為 “ 強(qiáng)光光學(xué) ” 。 線性光學(xué)效應(yīng)指光電場 E(w)作用下，在晶體內(nèi)部引起的電極化強(qiáng)度 P與感生它的電場之間的關(guān)系是線性的： ????????jijijijijijiDEorEDEP???當(dāng)光場較強(qiáng)時(shí)，在晶體內(nèi)部引起的電極化強(qiáng)度 P與感生它的電場之間的關(guān)系是非線性的： ??i?是 i+1階張量。 二次諧波的產(chǎn)生（倍頻效應(yīng)） 1961年第一次 混頻效應(yīng)：和頻、差頻 當(dāng)作用于晶體的光場包含兩種不同的頻率 w1和 w2時(shí) ，就會(huì)產(chǎn)生第三種頻率 w3的光 ， w3 ?w
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