光的双折射现象理论分析及应用
姓名：李万鹏
学号：1120092029
专业：电子与通信
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
双折射性
当光射入各向异性晶体(如方解石晶体)后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。
两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o
表
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示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。
光轴、主平面
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生 双折射，该方向称为晶体的光轴。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。若光轴在入射面内，
实验发现：O光、 e 光均在入射面内传播， 且振动方向相互垂直。若沿光轴方向入射， O光和e光具有相同 的折射率和相同的波速，因而无双折射现象。
单轴晶体：只有一个光轴的晶体
双轴晶体：有两个光轴的晶体
主平面：晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面。
用惠更斯原理解释光的双折射现象
晶体有正晶体和负晶体。正晶体 : ne> no 负晶体 : ne< no
惠更斯原理：O 光在晶体内任意点所引起的波阵面是球面。 即具有各向同性的传播速率。
e 光在晶体内任意点所引起的波阵面是旋转椭球面。 沿光轴方向与O光具有相同的速率。
e 光在垂直于光轴方向上的传播速率Ve，在该方向的折射率 ne主
e 光在其它方向上的折射率在 n0~~~~~ne主之间 。
平行光倾斜入射，光轴在入射面内， 光轴与晶体表面斜交
如果光轴不在入射面内，球面和椭球面相切的点， 就不会在入射面内，则 O光、e 光振动方向并不相互垂直。
平行光垂直入射，光轴在入射面内， 光轴与晶体表面斜交
出射两束偏振方向相互垂直的线偏光
平行光垂直入射，光轴在入射面内， 光轴平行晶体表面
出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向。
双折射现象的应用
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要求
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加工的直角方解石，如图：光轴在ACNM平面内方向与AC成480，入射面取ACNM面
方解石的折射率n0=1.658, ne=1.486。加拿大树胶的折射率n=1.55，O光入射角大于其临界角arc sin(1.55/1.658)=69012’，被全反射，在CN处为涂黑层所吸收。出射偏振方向在ACNM平面内的偏振光.
波晶片（波片）
厚度为d ,光轴与两个表面平行的双折射晶体薄片称为波片。当自然光垂直入射时，由晶体 出射的是振动方向相互垂直的 线偏振光，它们沿原入射方向 同向传播，但传播速度不同。
对于方解石晶体e光比O光快。对于石英晶体e光比O光慢。O光和e光两者到达波片的另一 表面时，必然有相位差。
设(为O光超前于e光的相位，则 其光程差为：
若O光和e光的相位差为：d=2kπ 则
该波片称为波长片或全波片。
若O和e光相位差为 d=(2k+1)π 则
称为二分之一波长片或半波片。
若O和e光相位差为 （2k+1）π/2 ,光程差是1/4 波长的奇数倍.
则
称为四分之一波片。
波片的作用是使通过它的O光和e光有相位上的 改变，因此也称为相位延迟器。在偏振光分析 中有着独特的作用。
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