吴中区合格晶体光学介绍

晶体光学研究常用的实验仪器是折射计、光学测角仪、偏光显微镜和分光光度计等。晶体光学在晶体定向、矿物鉴定、晶体结构以及其他晶体光学现象（如非线性效应、光散射）的工作与研究中有重要应用。晶体光学元件，如各种起偏棱镜、补偿器等（见线偏振光、偏振光的干涉），则广泛应用于各种光学仪器和实验中。单色平面光波波阵面沿其法线方向传播的速度称为光波的相速度。光波的能量传播速度称为光线速度。人们眼睛观察到的光线传播方向就是光线速度方向。对于单轴晶体，n1=n2=n0,n3=ne椭球退化为旋转椭球，光轴为旋转轴。吴中区合格晶体光学介绍

要知道沿k方向传播的单色平面波的偏振方向和速度可过椭球原点作一垂直于k的平面,在椭球上截出一椭圆,此椭圆的两主轴方向就是k方向允许传播的两平面偏振波的电位移方向，两主轴的半轴长度即是相应平面偏振波的折射率n┡和n″(图2)。对于立方晶体，n1=n2=n3=n，椭球退化为圆球,光的传播是各向同性的。光折射率对于单轴晶体，n1=n2=n0,n3=ne椭球退化为旋转椭球，光轴为旋转轴。过原点的平面截旋转椭球得到的椭圆的主轴总有一个垂直于光轴，其半轴长度为n0。它所对应的光波,D垂直于光轴,且相速度不依赖于传播方向，称为寻常光。n0称为寻常光折射率；椭圆的另一个主轴的半轴长度n依赖于光波波矢与光轴的夹角θ，称为非常光折射率，可表示为 相应的光波称为非常光。n0<ne的称为正单轴晶体,n0>ne的称为负单轴晶体。吴江区晶体光学供应只有一个光轴的晶体叫单轴晶体。属于三方晶系、四方晶系和六方晶系的晶体是单轴晶体。

具有两个光轴的晶体叫双轴晶体。属于正交晶系、单斜晶系和三斜晶系的晶体都是双轴晶体。光轴位于极大相速度方向和极小相速度方向所决定的平面内。双轴晶体也有两个光线轴，不与光轴重合，但与两光轴在同一平面内。光线轴与光轴间夹角很小，不超过2゜。两光轴间的锐夹角称为光轴角。选择两光轴的锐夹角平分线和钝夹角平分线作为直角坐标系的两个坐标轴，则介电张量取对角形式，此坐标系的三个坐标轴称为晶体的三个主轴。相应的介电常数ε1、ε2、ε3称为晶体的主介电常数。

完全相似，当给定光线方向t时,一般只允许E振动平行于两特定方向E┡和E″的单色光线传播，它们有着不同的光线速度；相应的相速度也不相同。E┡和E″也互相正交，并且都是t的函数。但是存在某些特殊方向,单色光线沿这些方向传播时,其E振动可在垂直于t的平面上取任意方向而光线速度相同，这些方向称为各向异性光学媒质的光线轴。只有一个光轴的晶体叫单轴晶体。属于三方晶系、四方晶系和六方晶系的晶体是单轴晶体。它们的光轴分别为三重、四重和六重对称轴，单轴晶体也只有一个光线轴，且与光轴重合，因此光波沿单轴晶体光轴方向传播时，相速度和光线速度相同，偏振化完全解除。立方晶体中光的传播是各向同性的，与均匀非晶体没有差别。

折射率椭球的形状和方位都可随光波波长变化，称为折射率椭球的色散。立方晶体的折射率椭球的色散就是球的半径随波长变化。单轴晶体的光轴方向不随波长改变,但n0和ne可以是波长的不同函数。双轴晶体的折射率椭球色散因晶系而异。正交晶系晶体的折射率椭球对称方向不随波长改变，而三个主折射率可以是波长的不同函数。单斜晶系晶体沿二重轴或对称面法向的那个主轴的方向不随波长变化，另两个椭球对称轴方向和三个主折射率都随波长改变。三斜晶系晶体的三个主轴方向和主折射率都随光波波长变化。 [对于立方晶体，n1=n2=n3=n，椭球退化为圆球,光的传播是各向同性的。常熟定制晶体光学代加工

在其他六个晶系的晶体中，光的传播的共同特点是各向异性。吴中区合格晶体光学介绍

对于非磁性单晶，平面光波的相速度在垂直于电位移D和磁场强度H的方向上,而光波的能量传播方向垂直于H和电场强度E。各向异性光学媒质的介电常数是一个二阶张量，D和E一般不平行，所以相速度v和光线速度vr的方向一般也不一致，其间的夹角α称为离散角,它是相速度（或光线速度）的方向和D(或E)的方向的函数（图1）。相速度和光线速度的数值一般也不相等，两者间的关系为 v=vrcosα。速度光在真空中的传播速度 с与它在各向异性光学媒质中某方向的相速度v之比 称为该方向的折射率,类似地，с与某方向的光线速度之比nr=с/vr，称为该方向的光线折射率。吴中区合格晶体光学介绍

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