4晶體光學概述

1、高級光學AdvancedOptics梁柱梁柱編著編著中科院長春光學精密機械與物理研究所中科院長春光學精密機械與物理研究所二○○○○二年三月二年三月4.14.1晶體光學概述晶體光學概述第1頁隨著激光、紅外和光通信技術的發(fā)展，對各種光學晶體元件的應用也越來越廣泛，因隨著激光、紅外和光通信技術的發(fā)展，對各種光學晶體元件的應用也越來越廣泛，因此晶體光學也逐步由專業(yè)學科向基礎學科轉變。晶體光學已成為一門獨立的基礎課程。我此晶體光學也逐步由專業(yè)學科

2、向基礎學科轉變。晶體光學已成為一門獨立的基礎課程。我們把晶體光學做為高級光學的一章來講解，主要講述晶體光學的基本理論和主要應用方面。們把晶體光學做為高級光學的一章來講解，主要講述晶體光學的基本理論和主要應用方面。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)不同的光學特性，構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)不同的光學特性，構成晶體的分子或原子按一定方向排成周期性結構，如下面的長方體就是一種結構。的分子或原子按

3、一定方向排成周期性結構，如下面的長方體就是一種結構。周期排列構成的骨架叫晶格，微粒（原子）重心點叫結點，結點構成的總體稱空間點周期排列構成的骨架叫晶格，微粒（原子）重心點叫結點，結點構成的總體稱空間點陣，整個晶體結構可看成是結點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，整個晶體結構可看成是結點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，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，或者說晶體的介電常數(shù)以及折射率是與方向有關的。方向有關的。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，沿某一軸旋轉可恢復原狀稱軸對稱，沿軸旋轉中心對稱，軸對稱和面對稱等，沿某一軸旋轉可恢復原狀稱軸對稱，沿軸旋轉2πN2πN而復而復原，稱原，稱N次旋轉對稱軸。如果晶體

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

6、體光學元件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，