偏振光-青岛理工大学.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 由 D垂直于H和k ； H垂直于E 和k 。 与波法线k垂直的是D而不是E ，E不与k垂直 另代表能量传播方向即光线方向的玻印亭矢量： 即 D、E、k和S都与H垂直，因此D、E、k和S 是共面的。一般： D和E不同向，所以k和S一般也不同方向。 With 各向异性晶体在电学性质上是各向异性的,即介电常数?是各向异性的. D 与E不 再同方向. Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 若D和E的夹角为?，则K和S的夹角也为? 。且， vk = vscos? vk为相速度（法线速度）， vs为光线速度（射线速度，能量传播速度） 参照相速度vk对折射率n的关系, 在形式上可以定义光线速度对应的光线折射率 ns = c/vs = ncos ? Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 光在晶体表面的折射和反射 1 在界面处,电磁场连续的条件依然成立. 2 对于界面上的任一位置 r, 入射波,反射波和折射波的波矢k1, k’1, k2 都在入射面内, 且波矢k在界面上投影的大小不变. k1? r = k’1 ? r = k2 ? r 对于晶体界面,由于一般晶体中波法线(波矢量)方向与相应的光线方向不一致, 因而反射和折射定律是对波法线而言的. Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 光在单轴晶体中的传播方向:惠更斯作图法 惠更斯作图法：求取光线方向任一时刻波前上的每一点都可以看作是发出球面次波的波源，新的波前是这些次波的包络面。据此原理，可以用作图法直接求出折射光线或反射光线的方向，这就是惠更斯作图法。它同样也适用于晶体 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 (1)作图法确定光在各向同性介质界面上的反射和折射光方向. 用惠更斯原理确定反射光和折射光传播方向 n1 n2 用惠更斯原理确定反射光的传播方向. Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 n1 n2 用惠更斯原理确定折射光的传播方向. Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 空气 晶体 (a)方解石 光轴 Ke Ko Se So 以1.486为 半径作半圆圆 以o光波面半径为短轴, 1.658为长轴作椭圆 光轴平行于入射面. Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 空气 晶体 （b）方解石 光轴平行于入射面. 光轴 令AC等于1.658, 取1为半径作圆 以o光波面半径 为短轴,令AC等于1.486, 取1作长轴,作椭圆 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 (c) 石英(正晶) 光轴垂直于入射面 空气 晶体 ? 光轴 o o ? ? ? ? ? e e ? 以AC为1.54,取1 作半径画圆, 作o光波面 以AC为1.55,取1 作半径画圆, 作e光波面 Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 光轴 (d)方解石 : 光轴平行于入射面, 光垂直入射到界面上. 空气 晶体 ? ? ? ? o o e e 石英： 空气 石英 ? 光轴 o o e e ? ? ? ? Engineering Optics ? Dr. F. Guo ? QUTech ? Spring 2016 空气 方解石 n1 n0、ne · · · · · · o光 e光 光轴方向 o o E E 用晶体的特点和惠更斯作图法确定晶体中光线传播方向 讨论单轴晶体内o光和e光的传播方向（以例说明） [例1]光轴在入射面内，自然光垂直入射至方解石（负晶体） 表面 o光