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1、光的偏振和晶体光学基础1第1页,本讲稿共18页 旋光现象的规律:物质的旋光本领 旋光色散:旋光本领随波长而改变的现象。旋光方向:左旋(levorotatory)、右旋(dextrorotatory)之分。方向的规定:使光矢量顺时针方向旋转的物质为右旋物质,逆时针方向旋转的物质为左旋物质。2第2页,本讲稿共18页 2、旋光现象的物理解释(1825年,菲涅尔)1)将入射线偏光看成是左旋、右旋圆偏光的合成 2)左旋、右旋圆偏光在物质内部的折射率不同,因而从物质中出射时获得的位相差不等。3第3页,本讲稿共18页 3)合成复振幅(Complex amplitude)引入:4第4页,本讲稿共18页 4)讨
2、论:若左旋圆偏振光传播速度快,nL0,光矢量向逆时针方向转动;若右旋圆偏振光传播速度快,nLnR,0,光矢量向顺时针方向转动。5第5页,本讲稿共18页 3、旋光光学元件:左旋右旋左旋右旋旋光光学元件6第6页,本讲稿共18页4、磁致旋光效应磁光效应:在强磁场的作用下,物质的光学性质发生变化。磁致旋光效应(法拉第效应Faraday effect):在强磁场的作用下,本来不具有旋光效应的物质产生了旋光性质。装置现象公式性质法拉第效应PBA7第7页,本讲稿共18页5、磁光效应的应用 (1)单通光闸PBAPA45正向(Positive direction)PA45反向(Reverse direction
3、)8第8页,本讲稿共18页 (2)自动测量量糖计(用来测液体浓度)PKFA9第9页,本讲稿共18页(3)磁光调制(在光通信领域中的应用)PBA系统组成工作原理10第10页,本讲稿共18页 在外界强电场的作用下,某些本来是各向同性的介质会产生双折射现象,而本来具有双折射现象的晶体,其双折射性质也会发生变化。1、泡克耳斯效应(Pockels effect)一级电光效应PzxyXYAKDP(磷酸二氢钾)实验装置一:纵向电光效应二、电光效应二、电光效应(Electro-optical Effect)E11第11页,本讲稿共18页感生折射率差(n-n ):引入位相差:出射光强:12第12页,本讲稿共18
4、页感生折射率差(n-n ):出射光强:PXZAKDP(磷酸二氢钾)实验装置二:横向电光效应(垂直光的传播方向)YlhE13第13页,本讲稿共18页2、克尔效应(Kerr effect)-二级电光效应PA硝基苯克尔效应装置EVlh14第14页,本讲稿共18页引入位相差:出射光强:15第15页,本讲稿共18页 声波在媒质中传播时,由于应变缘故,使介质折射率随空间和时间发生周期性变化。光通过这种媒质时会发生衍射现象,称为声光效应。声光效应分类:声光效应分类:根据声波波长、光波波长和声光作用长度分两种 -布拉格声光衍射和喇曼-耐斯声光衍射。布拉格声光衍射:声波波长小,作用长度大;喇曼-耐斯声光衍射:声波波长长,作用长度小 三、声光效应三、声光效应(Acousto-optic effect)16第16页,本讲稿共18页 1、布拉格(Bragg)声光衍射(i 不为0,声波波长小,作用长度大)布拉格衍射声波(Sonic wave)波面(s)入射波()布拉格衍射波(+s)OABOB17第17页,本讲稿共18页 2、喇曼(Raman)-奈斯声光衍射(i 近似为0,声波波长小,作用长度小)喇曼-奈斯声光衍射im=-1m=0m=+1m=-2衍射波入射波声波18第18页,本讲稿共18页