第8章参考物理光学复习合编.ppt

* 1、固有旋光现象 物理光学复习—— 磁光、电光和声光效应 旋光：当一束线偏振光通过某种物质时，光矢量的方向会随着传播距离而逐渐转动。 光轴 石英晶体 一、旋光(Optical activity)和旋光效应 Optical axis Quartz crystal * 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、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）合成复振幅(Complex amplitude) 引入： * 4）讨论： 若左旋圆偏振光传播速度快，nLnR，?0，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。 * 3、旋光光学元件： 左旋 右旋 左旋 右旋 旋光光学元件 * 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 P B A * 5、磁光效应的应用 （1）单通光闸 P B A P A 45 ? 正向(Positive direction) P A 45 ? 反向(Reverse direction) * （2） 自动测量 量糖计（用来测液体浓度） P K F A * （3）磁光调制（在光通信领域中的应用） P B A ?系统组成 ?工作原理 * 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 P z x y X’ Y’ A KDP（磷酸二氢钾） 实验装置一：纵向电光效应 二、电光效应(Electro-optical Effect) E * 感生折射率差（n-n ）： 引入位相差： 出射光强： * 感生折射率差（n-n ） ： 出射光强： P X’ Z’ A KDP（磷酸二氢钾） 实验装置二：横向电光效应 （垂直光的传播方向） Y’ l h E * 2、克尔效应(Kerr effect)-- 二级电光效应 P A 硝基苯 克尔效应装置 E V l h * 引入位相差： 出射光强： * 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： 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(Acousto-optic effect) * 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 ） O A B O’ ? ?B * 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 ?i ? m= -1 m= 0 m= +1 m= -2 衍射波 入射波 声波