双折射现象理论分析及应用

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1、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

2、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

3、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。双折射现象的应用尼科耳棱镜：两块特殊要求加工的直角方解石，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arcsin(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

4、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d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。