光波在磁光介质中的传播资料课件.pptVIP

旋光1．石英的旋光现象1)旋光现象?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

菲涅耳对旋光的定性解释?线偏振光可以看作是一对同频率、同幅度的两列反方向旋转的圆偏振光合成的。?在晶体中，左旋光、右旋光的折射率不同,因而在晶体中经过一段距离后一列光比另一列相位滞后,导致合成的线偏光振动面旋转。?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一共

电矢量的旋转左旋圆偏光的折射率nL右旋圆偏光的折射率nR在t时刻，z点光的相位比0点处都滞后左旋右旋?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一共

2）旋光定义：线偏振光在石英晶体内部沿光轴方向传播时，透过后偏振面被旋转了一个角度。3）旋光率：：旋光率。4）旋光色散：，旋光率随波长变化。不同颜色的线振动面透过晶体后被旋转的角度不同?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

2.4光波在磁光介质中的传播磁光效应是磁光调制的物理基础。当光波通过这种磁化的物体(磁性物质）时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度?的大小与沿光束方向的磁场强H和光在介质中传播的长度L之积成正比，即?＝VHL(1)式中，V称为韦尔代(verdet)常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光通过单位长度的磁光介质后偏振方向旋转的角度。表列出了一些磁光材料的韦尔代常数。?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

FaradayRotatorBrewsterdielectricpolarizers装置、光路?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

理论分析在光频波段内，令，几乎所有的磁光现象都可得到解释。引进等效介电系数张量当磁场反向时，?的符号也要反号，即:?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

假设磁场沿z轴方向，取磁光介质中传播的平面波为:式中l、l、l为光波矢的方向余弦。xyz代入菲涅耳方程?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

远离辐射源，无自由电荷，无传导电流时麦克斯韦方程组假设单色平面光波的电位移矢量、电场强度、磁感应强度和磁场强度分别为?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一共

将其分别代入麦克斯韦方程（1）、（2）、（3）和（4）式，并结合物质方程可得对于各向异性、非铁磁性介质D、k、H（B）彼此垂直E、H、S彼此垂直?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

由上式的后两式联立得利用公式可得即?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

由系数行列式为零，得到折射率n所满所足的方程:假设光波在立方晶体或各向同性介质中（）平行于磁化强度M（z）方向（l=l=0，l=1）传播，得xyz?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

代如菲涅耳方程得，可见E=0，即介质中传播的光波为横波，相应的传播模式为右旋和左旋的两个圆偏振光波：z?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

因此，沿x方向偏振的入射光经过长度为L的磁光介质后将偏转一个角度这就是法拉第旋转现象，?为磁致旋光率。?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

当磁化强度较弱，B与H为线性关系，即?=?为常量。因而旋0光率?与外加磁场强度在成正比,式可写成:式中V称为韦尔德（Verdet）常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光波通过单位长度磁光介质后偏振方向旋转的角度。?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

法拉第旋转的特殊规律（1）自然旋光物质左右旋与光的传播方向无关?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

（2）光沿磁场方向通过时，振动面右旋。光逆磁场方向传播时，振动面左旋。?UP?DOWN2BACK2023/9/11星期一2023/9/11星期一共

（3）光束一正一反两次通过磁光介质时，振动面转过角度。（4）法拉第旋转的用途若：则:线偏振光返回后无法通过第一个偏振片，成为光隔离器。法拉第