4晶體光學(xué)概述

1、高級光學(xué)AdvancedOptics梁柱梁柱編著編著中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所中科院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所二○○○○二年三月二年三月4.14.1晶體光學(xué)概述晶體光學(xué)概述第1頁隨著激光、紅外和光通信技術(shù)的發(fā)展，對各種光學(xué)晶體元件的應(yīng)用也越來越廣泛，因隨著激光、紅外和光通信技術(shù)的發(fā)展，對各種光學(xué)晶體元件的應(yīng)用也越來越廣泛，因此晶體光學(xué)也逐步由專業(yè)學(xué)科向基礎(chǔ)學(xué)科轉(zhuǎn)變。晶體光學(xué)已成為一門獨(dú)立的基礎(chǔ)課程。我此晶體光學(xué)也逐步由專業(yè)學(xué)科

2、向基礎(chǔ)學(xué)科轉(zhuǎn)變。晶體光學(xué)已成為一門獨(dú)立的基礎(chǔ)課程。我們把晶體光學(xué)做為高級光學(xué)的一章來講解，主要講述晶體光學(xué)的基本理論和主要應(yīng)用方面。們把晶體光學(xué)做為高級光學(xué)的一章來講解，主要講述晶體光學(xué)的基本理論和主要應(yīng)用方面。晶體與非晶體的重要區(qū)別是晶體在不同的空間方向上表現(xiàn)不同的光學(xué)特性，構(gòu)成晶體晶體與非晶體的重要區(qū)別是晶體在不同的空間方向上表現(xiàn)不同的光學(xué)特性，構(gòu)成晶體的分子或原子按一定方向排成周期性結(jié)構(gòu)，如下面的長方體就是一種結(jié)構(gòu)。的分子或原子按

3、一定方向排成周期性結(jié)構(gòu)，如下面的長方體就是一種結(jié)構(gòu)。周期排列構(gòu)成的骨架叫晶格，微粒（原子）重心點(diǎn)叫結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的總體稱空間點(diǎn)周期排列構(gòu)成的骨架叫晶格，微粒（原子）重心點(diǎn)叫結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的總體稱空間點(diǎn)陣，整個晶體結(jié)構(gòu)可看成是結(jié)點(diǎn)沿空間不同方向按一定距離平移而成，其平移距離為周期，陣，整個晶體結(jié)構(gòu)可看成是結(jié)點(diǎn)沿空間不同方向按一定距離平移而成，其平移距離為周期，因不同方向周期不同，所以晶體性質(zhì)與方向有關(guān)，或者說晶體的介電常數(shù)以及折射率是與因

4、不同方向周期不同，所以晶體性質(zhì)與方向有關(guān)，或者說晶體的介電常數(shù)以及折射率是與方向有關(guān)的。方向有關(guān)的。晶體不僅有周期性，還有對稱性，對稱就是經(jīng)過某種操作能回復(fù)原狀的性質(zhì)，對稱有晶體不僅有周期性，還有對稱性，對稱就是經(jīng)過某種操作能回復(fù)原狀的性質(zhì)，對稱有中心對稱，軸對稱和面對稱等，沿某一軸旋轉(zhuǎn)可恢復(fù)原狀稱軸對稱，沿軸旋轉(zhuǎn)中心對稱，軸對稱和面對稱等，沿某一軸旋轉(zhuǎn)可恢復(fù)原狀稱軸對稱，沿軸旋轉(zhuǎn)2πN2πN而復(fù)而復(fù)原，稱原，稱N次旋轉(zhuǎn)對稱軸。如果晶體

5、結(jié)構(gòu)相對某一平面成鏡像對稱，則此平面謂對稱面，中次旋轉(zhuǎn)對稱軸。如果晶體結(jié)構(gòu)相對某一平面成鏡像對稱，則此平面謂對稱面，中心對稱就是相對某一點(diǎn)而對稱，目前的研究情況已比較清楚的知道，晶體從結(jié)構(gòu)上共分為心對稱就是相對某一點(diǎn)而對稱，目前的研究情況已比較清楚的知道，晶體從結(jié)構(gòu)上共分為七大類，七大類，3232個點(diǎn)群。七大類是：三斜、單斜、正交、三角、四角、六角和立方。個點(diǎn)群。七大類是：三斜、單斜、正交、三角、四角、六角和立方。各種晶體光學(xué)元件各種晶

6、體光學(xué)元件4.24.2光波在晶體中的一般傳播規(guī)律光波在晶體中的一般傳播規(guī)律第1頁下面我們根據(jù)麥克斯韋方程組和非均勻介質(zhì)中的物質(zhì)方程來分析光波在非均勻介質(zhì)中下面我們根據(jù)麥克斯韋方程組和非均勻介質(zhì)中的物質(zhì)方程來分析光波在非均勻介質(zhì)中的一般傳播規(guī)律的一般傳播規(guī)律由麥克斯韋方程和物質(zhì)方程在晶體中為由麥克斯韋方程和物質(zhì)方程在晶體中為①②③④而⑤⑥……(4.2.1)……(4.2.1)從上面方程組可推出兩個波動方程，即從上面方程組可推出兩個波動方程，