§ 7－ 4
晶体光学性质的图形表示
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 由于晶体光学问题的复杂性，在实际工作
中常常要使用一些表示晶体光学性质的几
何图形来帮助说明问题，常用的有折射率
椭球、波矢面、法线面和光线面等。
? 利用这些图形再结合一定的作用法，可以
比较简单有效地解决光波在晶体中传播的
问题。
? 由于时间关系，我们介绍折射率椭球 。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?一,折射率椭球：
?由前述可知，在晶体的介电主轴坐标系中，
物质方程可有如下简单形式：
?因此，光波中电能密度的表达式可为：
?不考虑晶体的吸收，则 We为常数。
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 或
? 用 x,y,z代替
? 并把它取为空间直角坐标系，则可得到：
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?此为椭球方程，它的半轴等于主折射率并与介
电主轴的方向重合。这个椭球称为 折射率椭球
（又称光率体）如用 7－ 15所示。
?注：, 折射率椭球, 是一个抽象的几何概念和
运算工具，决不能把它与任一物理面相混淆。
?折射率椭球有如下 两点重要性质,
?第一、折射率椭球任意一条矢径的方向，表示
D矢量的一个方向，矢径的长度表示 D矢量沿矢
径的方向振动的光波的折射率，
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?因此，折射率椭球的矢径 r可以表示为：
? 是 D矢量方向的单位矢量。
?第二、从折射率椭球的原点 O出发，
作平行于给定波法线方向 k0的直线 OP，
如图所示，再过原点 O作一平面与 OP垂直，
该平面与椭球的截线为一椭圆。
?椭圆的长轴方向和短轴方向就是对应于波法
线方向的两个允许存在的光波的矢量方向，
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?d
k0
P
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o n
2n
1
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?而长短半轴的长度则分别等于两个光波的折
射率 n1和 n2。
?下面利用折射率椭球来讨论光波在晶体中传
播的性质。
?1.单轴晶体,
?对于单轴晶体：
?则,其折射率椭球的方程为,
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2
2
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2
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y
n
x
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 此为一旋转轴为光轴（ z轴）的旋转椭球。
如图 7－ 16a和 b所示，分别给出了负单轴晶
体（ no ＞ ne，如方解石）和正单轴晶体
（ no ＜ ne,如石英）的折射率椭球形状。
? 由单轴晶体的折射率椭球。可以看出：
y
x
z
no
ne
no
圆截面
z
y
x
o
ne
no
圆截面
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 1）、椭球在 x,y平面上的截线是一个圆，
半径为 no,表明当光波沿 z轴方向传播时，只有
一种折射率（ n=no ）的光波，其 D矢量可取垂
直于 z轴的任意方向。即 z轴就是单轴晶体的光
轴。
?（ 2）、椭球在 xz,yz或其它包含 z轴的平面内
的截线是一个椭圆，它的两个半轴长度分别为
no和 ne，表明当波法线方向垂直于光轴方向时，
可以允许两个线偏振光波传播，一个光波的 D
矢量平行于光轴方向，折射率为 ne,另一个光
波的矢量垂直于光轴和波法线方向，折射率 no 。
前者就是 e光，面后者是 o光。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 3）、当波法线方向与光轴成 θ角时（设 k0在 yz
平面内）,通过椭球中心 o的垂直于 k0的平面与椭
球的截线也是一个椭圆，它的两个半轴长度，一
个为 no，另一个介于 no和 ne之间。由简单的几何
关系可得：
?椭圆截线的两个半轴的方向，是对应于波法线
方向 k0的两个允许的线偏振光波的 D矢量方向，
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z
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x
o
ne
no
Do
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k0
θ
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?其中一个光波的 D矢量（ Do）沿 x轴方向，
相应折射率为 no，此为 o光波，而另一个是 e光
波，相应的折射率为 n2。
?以上几个结果与上一节
由理论分析得出的结果
完全一致，但，
这里是根据折射率椭球的图形得出的。具有
直观，形象的优点。
2、双轴晶体,略 。
z
y
x
o
ne
no
Do
De n2
k0
θ
§ 7－ 5光波在晶体表面上的反射和折射
?本节中我们讨论在一般情况下，如何确定折
射波和反射波的波法线方向和光线方向。
?一、波法线方向的确定
1.反射和折射定律
?讨论平面波在两种不同介质分界在上的反射
和折射时，得到波矢量在界面上的投影大小
不变的结果。即
? 分别为入射波，反射波和折射波
的波矢量。 是界面上的位置矢量。
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?此结果是反射和折射定律的数学表示。它不
仅对两种各向同性介质的界面是正确的，对各
向异性介质（晶体）的界面也是正确的。
?2.斯涅耳作图法：
?以反射、折射定律为依据的一种利用波矢面
的作图法。（略）
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?二、直接得到光线方向的惠更斯作图法：
?在各向同性介质中，可以利用惠更斯原理来
求折射光线的方向。此方法也可以应用到晶
体中来，从而直接得到晶体中两个折射光波
的光线方向。
?先把各向同性介质中
惠更斯作图法的基本步骤
归纳如下：
（ 1）、画出平行的入射光束，令两边缘光线
与界面的交点分别为 A,B’
B
A B ＇
A ＇
空气
介质
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 2）、由先到界面的 A点作另一边缘入射线
的垂线 AB，它便是入射线的波面。
?求出 B到 B’的时间
?（ 3）、以 A为中心,ν t为半径
（ ν 为光在折射介质中的波速）
在折射介质中作半圆（实际上是半球面）,这
就是另一边缘入射线到达 B’点时由 A点发出的
次波面。
?（ 4）、通过 B’点作上述半圆的切线（实际
上是切面）这就是折射线的波面（包络面）
B
A B ＇
A ＇
空气
介质
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 5）、从 A联接到切点 A’的方向便是折射线
的方向。
?现在把这一方法应用到单轴晶体上，这是情
况唯一不同之处是从 A点发出的次波面不简单
地是一个半球面。而有两个，一个是以 为
半径的半球在（ o光的次波面），另一个是与
它在光轴方向上相切的半椭球面，其另外的
半主轴长为 （ e光的次波面）。
?则惠更斯作图法步骤如下,
tv0
tve
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?惠更斯作图法步骤：
?（ 1）和（ 2）两步同前；
?（ 3）应根据已知的晶体光轴方向作上述复杂的次
波面；
?（ 4）从 B’点分别作 o光和 e光次波面的切面。得到
两个切点 A0’和 Ae’；
?（ 5）从 A联接 A0’和 Ae’它们分别是 o光和 e光的光线
方向。
?注：上图中给的主截面与入射面重合，从面切点
A0’,Ae’和两折射光线都在此平面内（入射面）。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?根据定义，这平面也是两折射线的主平面，
这样我们可以判知，两折射光的偏振方向,o
光的振动垂直纸面,e光的振动在纸平面内。
?例 P316,Fig7－ 33,7－ 34,P317,7－ 35:e光波
法线方向与 e 光线方向不一致。
?对于普遍的一般情况，
光轴既不与入射面平行
也不与它垂直，这时 e光
次波面与包络面的切点 Ae’和 e光本身都不在入
射面内，就不能用一张平面图来表示了。
A
B
B ＇
A O＇
A e＇
光轴
O光
e 光
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?二、双反身现象
?如图 7－ 38所示
?一束入射自然光可得到两束线偏振光的现象。
§ 7－ 6晶体光学器件
?双折射现象的重要应用之一是制做偏振器件，
因 o光和 e光都是 100%的线偏振光，这一点比
前面讲过的几种偏振器（偏振片和波片堆）
性能更优越。利用 o光和 e光折射规律的不同
可以将它们分开，这样我们就可以得到很好
的线偏振光。
?利用双折射晶体制成的偏振器件（双折射棱
镜）种类很多，其中较为重要的有 尼科耳棱
镜，格兰棱镜和渥拉斯登棱镜 。
§ 7－ 6晶体光学器件
?一、偏振棱镜：为了获得线偏振光 。
?1.尼科耳棱镜：
?是尼科耳（ W,Nicol, 1768--1851）于 1828年
首先创制。它利用双折射现象，将自然光分
成寻常光和非常光，然后利用全反射把寻常
光反射到棱镜壁上，只让非常光通过棱镜，
从而获得一束振动方向固定的线偏振光（与
入射面平行）。
?尼科耳棱镜如图所示：
?图中
?光束入射角为 220
680
710
光轴
S1 77
0
130
自然光
§ 7－ 6晶体光学器件
?由于要使其中一支光发生全反射，利用了方
解石和加拿大树胶。
?加拿大树胶是一种各向同性透明的物质。它
对钠黄光的折射率为 1.550。介于方解石对寻
常光的折射率 1.6548和对非常光的主折射率
1.5159之间。
?所以就 e光来说，树胶相对于方解石是光密
介质；而对 o光来说，树胶相对于方解石却是
光疏介质。于是在特定的条件下,o光就可能
发生全反射，射向棱镜壁，被棱镜壁吸收。
§ 7－ 6晶体光学器件
?尼科耳棱镜的孔径角约为 ± 140
?尼科耳棱镜不适用于高度会聚或发散的光束，
价格昂贵，入射光束与出射光束不在一条直线上。
对激光：是一种优良的偏振器。
?2.格兰棱镜
?是为改进尼科耳棱镜入射光束与出射光束不在
一条直线上，带来使用不便的问题而设计的。
?特点：
?端面与底面垂直
e
O
吸收层
θ
§ 7－ 6晶体光学器件
? 光轴既平行于端面，也平行于斜面，即与图
面垂直
? 两块方解石：（ 1）可用加拿大树胶胶合；
（ 2）也可用空气层代替；
? 只是 θ角不同而已：
? 有胶合层 θ=76030’,孔径角 ± 130
? 无胶合层 θ=38.50,孔径角 ± 7.50
? 有胶合层缺点：（ 1）树胶对紫外吸收很厉害
? （ 2）易被大功率激光所破坏
§ 7－ 6晶体光学器件
? 3.渥拉斯顿棱镜
? 由两直角棱镜组成，材料, 方解石,
（或水晶）
? 特点：两光轴互相垂直。
? 功能：能产生两束互相分开的、振动方向
互相垂直的线偏光。
? 原因：进入第一晶体和第二晶体的线偏光
中寻常光与非常光互换。出射两光线夹角
? ?? ? 为棱镜角度,??? tgnn2 s in e01 ?? ?
A
B C
D
O
e
光轴方向
θ
§ 7－ 6晶体光学器件
?二、波片（波晶片，位相延迟片）
?波片是从单轴晶体上切割下来的平行平板，
其表面与晶体的光轴平行，这样一来，当一
束平行光正入射时，分解成的 o光和 e光传皤
方向虽然不改变，但它们在波片内的速度不
同，或者说波片对于它们的折射率
?若波片的厚度为 d，则 o光和 e光通过波片时
的光程也不同。
不同ee vcnvcn ??,00
dnL,e
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00
?
?
光的光程
光的光程
§ 7－ 6晶体光学器件
? 同一时刻两光束在出射界面上的位相比入
射界面上落后如下数值：
? 则 当两光束通过波片后,o光的位相相对
于 e光的位相多延迟了
? ?为真空中的波长
光
光
?
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§ 7－ 6晶体光学器件
?δ 除与折射率差 no-ne成正比外，还与波片厚
度 d成正比。
?适当地选择厚度 d，可以使两光束之间产生
任意数值的相对位相延迟。
?在无线电技术中起这种作用的器件叫位相延
迟器。故波片也可以叫位相延迟片。
?由第二章的讨论知道，两束光矢量互相垂直
且有一定位相差的线偏振光，叠加结果一般
为椭圆偏振光，椭圆的形状，方位，旋向随
位相差 δ 改变。
§ 7－ 6晶体光学器件
?实际中最常用的波片是、和全波片。
?1,1/4波片：
?2,1/2波片（半波片）：
?椭圆偏振光不改变端点轨迹，但改变旋向。
?线偏振光：光矢量方向改变，原与快轴夹角
α角将向快轴方向转过 2 α角。
线偏振光椭圆偏振光 ?
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§ 7－ 6晶体光学器件
?3.全波片,
?注：所谓 1/4波片，半波片，全波片都是针
对某一特定的波长而言的，故上述关系都只
对某一特定的波长成立。
?三、补偿器：
?波片只能产生固定的位相差，补偿器可以产
生连续改变的位相差。
?本教材讨论了巴俾涅补偿器。如图 7－ 44所
示，请自阅。
?m??
? 作业,7.12,7.13,7.15,7.16,7.17,7.18、
? 全体同学,7.19,7.21,7.23,7.24,7.25、
7.26
晶体光学性质的图形表示
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 由于晶体光学问题的复杂性，在实际工作
中常常要使用一些表示晶体光学性质的几
何图形来帮助说明问题，常用的有折射率
椭球、波矢面、法线面和光线面等。
? 利用这些图形再结合一定的作用法，可以
比较简单有效地解决光波在晶体中传播的
问题。
? 由于时间关系，我们介绍折射率椭球 。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?一,折射率椭球：
?由前述可知，在晶体的介电主轴坐标系中，
物质方程可有如下简单形式：
?因此，光波中电能密度的表达式可为：
?不考虑晶体的吸收，则 We为常数。
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 或
? 用 x,y,z代替
? 并把它取为空间直角坐标系，则可得到：
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?此为椭球方程，它的半轴等于主折射率并与介
电主轴的方向重合。这个椭球称为 折射率椭球
（又称光率体）如用 7－ 15所示。
?注：, 折射率椭球, 是一个抽象的几何概念和
运算工具，决不能把它与任一物理面相混淆。
?折射率椭球有如下 两点重要性质,
?第一、折射率椭球任意一条矢径的方向，表示
D矢量的一个方向，矢径的长度表示 D矢量沿矢
径的方向振动的光波的折射率，
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?因此，折射率椭球的矢径 r可以表示为：
? 是 D矢量方向的单位矢量。
?第二、从折射率椭球的原点 O出发，
作平行于给定波法线方向 k0的直线 OP，
如图所示，再过原点 O作一平面与 OP垂直，
该平面与椭球的截线为一椭圆。
?椭圆的长轴方向和短轴方向就是对应于波法
线方向的两个允许存在的光波的矢量方向，
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?而长短半轴的长度则分别等于两个光波的折
射率 n1和 n2。
?下面利用折射率椭球来讨论光波在晶体中传
播的性质。
?1.单轴晶体,
?对于单轴晶体：
?则,其折射率椭球的方程为,
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
? 此为一旋转轴为光轴（ z轴）的旋转椭球。
如图 7－ 16a和 b所示，分别给出了负单轴晶
体（ no ＞ ne，如方解石）和正单轴晶体
（ no ＜ ne,如石英）的折射率椭球形状。
? 由单轴晶体的折射率椭球。可以看出：
y
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圆截面
z
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圆截面
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 1）、椭球在 x,y平面上的截线是一个圆，
半径为 no,表明当光波沿 z轴方向传播时，只有
一种折射率（ n=no ）的光波，其 D矢量可取垂
直于 z轴的任意方向。即 z轴就是单轴晶体的光
轴。
?（ 2）、椭球在 xz,yz或其它包含 z轴的平面内
的截线是一个椭圆，它的两个半轴长度分别为
no和 ne，表明当波法线方向垂直于光轴方向时，
可以允许两个线偏振光波传播，一个光波的 D
矢量平行于光轴方向，折射率为 ne,另一个光
波的矢量垂直于光轴和波法线方向，折射率 no 。
前者就是 e光，面后者是 o光。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 3）、当波法线方向与光轴成 θ角时（设 k0在 yz
平面内）,通过椭球中心 o的垂直于 k0的平面与椭
球的截线也是一个椭圆，它的两个半轴长度，一
个为 no，另一个介于 no和 ne之间。由简单的几何
关系可得：
?椭圆截线的两个半轴的方向，是对应于波法线
方向 k0的两个允许的线偏振光波的 D矢量方向，
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?其中一个光波的 D矢量（ Do）沿 x轴方向，
相应折射率为 no，此为 o光波，而另一个是 e光
波，相应的折射率为 n2。
?以上几个结果与上一节
由理论分析得出的结果
完全一致，但，
这里是根据折射率椭球的图形得出的。具有
直观，形象的优点。
2、双轴晶体,略 。
z
y
x
o
ne
no
Do
De n2
k0
θ
§ 7－ 5光波在晶体表面上的反射和折射
?本节中我们讨论在一般情况下，如何确定折
射波和反射波的波法线方向和光线方向。
?一、波法线方向的确定
1.反射和折射定律
?讨论平面波在两种不同介质分界在上的反射
和折射时，得到波矢量在界面上的投影大小
不变的结果。即
? 分别为入射波，反射波和折射波
的波矢量。 是界面上的位置矢量。
?????? ????? rkrkrk
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?此结果是反射和折射定律的数学表示。它不
仅对两种各向同性介质的界面是正确的，对各
向异性介质（晶体）的界面也是正确的。
?2.斯涅耳作图法：
?以反射、折射定律为依据的一种利用波矢面
的作图法。（略）
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?二、直接得到光线方向的惠更斯作图法：
?在各向同性介质中，可以利用惠更斯原理来
求折射光线的方向。此方法也可以应用到晶
体中来，从而直接得到晶体中两个折射光波
的光线方向。
?先把各向同性介质中
惠更斯作图法的基本步骤
归纳如下：
（ 1）、画出平行的入射光束，令两边缘光线
与界面的交点分别为 A,B’
B
A B ＇
A ＇
空气
介质
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 2）、由先到界面的 A点作另一边缘入射线
的垂线 AB，它便是入射线的波面。
?求出 B到 B’的时间
?（ 3）、以 A为中心,ν t为半径
（ ν 为光在折射介质中的波速）
在折射介质中作半圆（实际上是半球面）,这
就是另一边缘入射线到达 B’点时由 A点发出的
次波面。
?（ 4）、通过 B’点作上述半圆的切线（实际
上是切面）这就是折射线的波面（包络面）
B
A B ＇
A ＇
空气
介质
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?（ 5）、从 A联接到切点 A’的方向便是折射线
的方向。
?现在把这一方法应用到单轴晶体上，这是情
况唯一不同之处是从 A点发出的次波面不简单
地是一个半球面。而有两个，一个是以 为
半径的半球在（ o光的次波面），另一个是与
它在光轴方向上相切的半椭球面，其另外的
半主轴长为 （ e光的次波面）。
?则惠更斯作图法步骤如下,
tv0
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?惠更斯作图法步骤：
?（ 1）和（ 2）两步同前；
?（ 3）应根据已知的晶体光轴方向作上述复杂的次
波面；
?（ 4）从 B’点分别作 o光和 e光次波面的切面。得到
两个切点 A0’和 Ae’；
?（ 5）从 A联接 A0’和 Ae’它们分别是 o光和 e光的光线
方向。
?注：上图中给的主截面与入射面重合，从面切点
A0’,Ae’和两折射光线都在此平面内（入射面）。
§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?根据定义，这平面也是两折射线的主平面，
这样我们可以判知，两折射光的偏振方向,o
光的振动垂直纸面,e光的振动在纸平面内。
?例 P316,Fig7－ 33,7－ 34,P317,7－ 35:e光波
法线方向与 e 光线方向不一致。
?对于普遍的一般情况，
光轴既不与入射面平行
也不与它垂直，这时 e光
次波面与包络面的切点 Ae’和 e光本身都不在入
射面内，就不能用一张平面图来表示了。
A
B
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光轴
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§ 7－ 4晶体光学性质的图形表示
?二、双反身现象
?如图 7－ 38所示
?一束入射自然光可得到两束线偏振光的现象。
§ 7－ 6晶体光学器件
?双折射现象的重要应用之一是制做偏振器件，
因 o光和 e光都是 100%的线偏振光，这一点比
前面讲过的几种偏振器（偏振片和波片堆）
性能更优越。利用 o光和 e光折射规律的不同
可以将它们分开，这样我们就可以得到很好
的线偏振光。
?利用双折射晶体制成的偏振器件（双折射棱
镜）种类很多，其中较为重要的有 尼科耳棱
镜，格兰棱镜和渥拉斯登棱镜 。
§ 7－ 6晶体光学器件
?一、偏振棱镜：为了获得线偏振光 。
?1.尼科耳棱镜：
?是尼科耳（ W,Nicol, 1768--1851）于 1828年
首先创制。它利用双折射现象，将自然光分
成寻常光和非常光，然后利用全反射把寻常
光反射到棱镜壁上，只让非常光通过棱镜，
从而获得一束振动方向固定的线偏振光（与
入射面平行）。
?尼科耳棱镜如图所示：
?图中
?光束入射角为 220
680
710
光轴
S1 77
0
130
自然光
§ 7－ 6晶体光学器件
?由于要使其中一支光发生全反射，利用了方
解石和加拿大树胶。
?加拿大树胶是一种各向同性透明的物质。它
对钠黄光的折射率为 1.550。介于方解石对寻
常光的折射率 1.6548和对非常光的主折射率
1.5159之间。
?所以就 e光来说，树胶相对于方解石是光密
介质；而对 o光来说，树胶相对于方解石却是
光疏介质。于是在特定的条件下,o光就可能
发生全反射，射向棱镜壁，被棱镜壁吸收。
§ 7－ 6晶体光学器件
?尼科耳棱镜的孔径角约为 ± 140
?尼科耳棱镜不适用于高度会聚或发散的光束，
价格昂贵，入射光束与出射光束不在一条直线上。
对激光：是一种优良的偏振器。
?2.格兰棱镜
?是为改进尼科耳棱镜入射光束与出射光束不在
一条直线上，带来使用不便的问题而设计的。
?特点：
?端面与底面垂直
e
O
吸收层
θ
§ 7－ 6晶体光学器件
? 光轴既平行于端面，也平行于斜面，即与图
面垂直
? 两块方解石：（ 1）可用加拿大树胶胶合；
（ 2）也可用空气层代替；
? 只是 θ角不同而已：
? 有胶合层 θ=76030’,孔径角 ± 130
? 无胶合层 θ=38.50,孔径角 ± 7.50
? 有胶合层缺点：（ 1）树胶对紫外吸收很厉害
? （ 2）易被大功率激光所破坏
§ 7－ 6晶体光学器件
? 3.渥拉斯顿棱镜
? 由两直角棱镜组成，材料, 方解石,
（或水晶）
? 特点：两光轴互相垂直。
? 功能：能产生两束互相分开的、振动方向
互相垂直的线偏光。
? 原因：进入第一晶体和第二晶体的线偏光
中寻常光与非常光互换。出射两光线夹角
? ?? ? 为棱镜角度,??? tgnn2 s in e01 ?? ?
A
B C
D
O
e
光轴方向
θ
§ 7－ 6晶体光学器件
?二、波片（波晶片，位相延迟片）
?波片是从单轴晶体上切割下来的平行平板，
其表面与晶体的光轴平行，这样一来，当一
束平行光正入射时，分解成的 o光和 e光传皤
方向虽然不改变，但它们在波片内的速度不
同，或者说波片对于它们的折射率
?若波片的厚度为 d，则 o光和 e光通过波片时
的光程也不同。
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dnL,e
dnL,o
ee
00
?
?
光的光程
光的光程
§ 7－ 6晶体光学器件
? 同一时刻两光束在出射界面上的位相比入
射界面上落后如下数值：
? 则 当两光束通过波片后,o光的位相相对
于 e光的位相多延迟了
? ?为真空中的波长
光
光
?
?
?
?
?
?
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dn
2
,e
dn
2
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ee
00
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§ 7－ 6晶体光学器件
?δ 除与折射率差 no-ne成正比外，还与波片厚
度 d成正比。
?适当地选择厚度 d，可以使两光束之间产生
任意数值的相对位相延迟。
?在无线电技术中起这种作用的器件叫位相延
迟器。故波片也可以叫位相延迟片。
?由第二章的讨论知道，两束光矢量互相垂直
且有一定位相差的线偏振光，叠加结果一般
为椭圆偏振光，椭圆的形状，方位，旋向随
位相差 δ 改变。
§ 7－ 6晶体光学器件
?实际中最常用的波片是、和全波片。
?1,1/4波片：
?2,1/2波片（半波片）：
?椭圆偏振光不改变端点轨迹，但改变旋向。
?线偏振光：光矢量方向改变，原与快轴夹角
α角将向快轴方向转过 2 α角。
线偏振光椭圆偏振光 ?
?
?
?
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4
1
mdnn e0
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2
1mdnn
e0
§ 7－ 6晶体光学器件
?3.全波片,
?注：所谓 1/4波片，半波片，全波片都是针
对某一特定的波长而言的，故上述关系都只
对某一特定的波长成立。
?三、补偿器：
?波片只能产生固定的位相差，补偿器可以产
生连续改变的位相差。
?本教材讨论了巴俾涅补偿器。如图 7－ 44所
示，请自阅。
?m??
? 作业,7.12,7.13,7.15,7.16,7.17,7.18、
? 全体同学,7.19,7.21,7.23,7.24,7.25、
7.26
