固體光學(xué)晶體光學(xué)

固體光學(xué)晶體光學(xué)第1頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、平行光束的偏振光干涉圖畫(huà)出了實(shí)現(xiàn)平行光束的偏振光干涉裝置示意圖。一束平行的自然光束通過(guò)起偏鏡A后成為線偏振光Io在晶體C中分解為振動(dòng)方向互相垂直、傳播方向一致但速度不同的特殊雙折射的二線偏振光，即o光和e光。設(shè)二者振幅均為OA，過(guò)c后在空間傳播的o光和e具有固定的位相差(或光程差)：第2頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)起偏鏡A與檢偏鏡P的夾角為，起偏鏡A與線偏振光振動(dòng)D’(或D”)方向成。則o光和e光的振幅為o光和e光在檢偏鏡振動(dòng)軸OP方向的投影為第3頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從晶片出射的振動(dòng)方向互相垂直的o光和e光在檢偏鏡P上實(shí)現(xiàn)具有恒定位相差、振動(dòng)方向相同、頻率相同的線偏振光的干涉。干涉后的強(qiáng)度為式中：馬呂斯定律第4頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月討論：正交偏光鏡(=/2)下的偏光干涉如果將晶片c置于正交偏光鏡的載物臺(tái)上(不能沿光軸方向通光)，調(diào)好焦距在檢偏鏡處發(fā)生正交偏光干涉。下面分析幾種干涉極值情況當(dāng)起偏鏡(或檢偏鏡)振動(dòng)軸方向與D’〔或D”)方向一致或成直角時(shí)，透過(guò)檢偏鏡的干涉強(qiáng)度為零，視野全暗，稱(chēng)為消光現(xiàn)象。此時(shí)晶片c所處的位置稱(chēng)為消光位置。晶片轉(zhuǎn)360‘將出現(xiàn)四次消光。第5頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月晶片c隨轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)一周，視野將出現(xiàn)四次最亮位置。第6頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、電光開(kāi)關(guān)近年來(lái)電光效應(yīng)在激光技術(shù)，光信息處理和光通信技術(shù)等近代工程技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。例如，利用晶體的電光效應(yīng)可以制成電光快門(mén)、電光調(diào)制、電光偏轉(zhuǎn)器、電光相位延遲器、電光調(diào)Q激光器以及大屏幕顯示靶面，還可以用于電光銷(xiāo)模技術(shù)等。電光開(kāi)關(guān)就是利用電信號(hào)來(lái)控制光路通斷的裝置，也稱(chēng)電光快門(mén)。工作原理是在一般光學(xué)系統(tǒng)中加進(jìn)一對(duì)正交的起偏鏡P和檢偏鏡A并在其中間放置電光晶體樣品構(gòu)成。我們現(xiàn)用KDP晶體的Z-切片來(lái)討論電光快門(mén)的工作原理及其有關(guān)概念。第7頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在KDP晶體Z-切片上沒(méi)加電場(chǎng)時(shí)，它是單軸晶體，Z-切片的主軸x1(或x2)與起(檢)偏鏡平行。通光方向垂直Z-切片，無(wú)雙折射現(xiàn)象．垂直z方向光率體中心截面是一個(gè)圓，透過(guò)檢偏鏡的光強(qiáng)度滿(mǎn)足：正交偏光鏡(=/2)下的偏光干涉：第9頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)沿Z方向外加電場(chǎng)E3，則產(chǎn)生KDP晶體的63縱向電光效向，即KDP晶體變?yōu)殡p軸晶體。晶體中二線偏振光沿x’1或x’2方向振動(dòng)，＝45o。此時(shí)透過(guò)檢偏鏡的光強(qiáng)為:相對(duì)透過(guò)率因?yàn)椋旱?0頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以：相對(duì)透過(guò)率T是加在KDP晶體Z-切片上縱向電壓V3的正弦平方的函數(shù)，T將隨V3周期性變化。第11頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月相對(duì)透過(guò)率T隨著V3的增加而周期性的出現(xiàn)最大和最小，相當(dāng)于快門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。如果外加瞬時(shí)脈沖電壓V3＝V。上圖就變成了瞬時(shí)電光快門(mén)。由于電光效應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間短，這種電光快門(mén)的開(kāi)關(guān)速度很快，可達(dá)1010次/秒，這是任何機(jī)械快門(mén)都不可能達(dá)到的。電光快門(mén)的另一個(gè)重要參數(shù)是消光比，就是最大輸出光強(qiáng)和最小輸出光強(qiáng)之比。最小透過(guò)光強(qiáng)應(yīng)該是零，但實(shí)際上最小光強(qiáng)很難達(dá)到零。這是由于以下幾個(gè)因家所決定：第12頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月外加電場(chǎng)的不均勻性。晶體本身有內(nèi)應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力不均勻，由彈光效應(yīng)引起輕微雙折射而導(dǎo)致漏光。起偏鏡或檢偏鏡因質(zhì)量問(wèn)題使二者不能?chē)?yán)格正交或平行。入射光束的發(fā)散度，使光束不能?chē)?yán)格的平行光軸方向。要想獲得較大的消光比，應(yīng)從以上幾個(gè)方面提高電光開(kāi)關(guān)的質(zhì)量。第13頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、電光偏轉(zhuǎn)器利用電光效應(yīng)來(lái)改變介質(zhì)中光束的傳播方向的技術(shù)通稱(chēng)為電光偏轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)的途徑很多，除電光效應(yīng)外，還可通過(guò)彈光效應(yīng)(包括聲光效應(yīng))、磁光效應(yīng)等辦法控制光束實(shí)現(xiàn)數(shù)字型偏轉(zhuǎn)或連續(xù)型偏轉(zhuǎn)。光束偏轉(zhuǎn)在激光應(yīng)用技術(shù)、各種顯示技術(shù)、光信息處理與存儲(chǔ)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。下面分別介紹數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器和連續(xù)型電光偏轉(zhuǎn)器的基本原理。第14頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)字偏轉(zhuǎn)器。它是在普通光學(xué)系統(tǒng)中加進(jìn)起偏器、電光晶體和雙折射晶體組成。下圖為一級(jí)數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器的原理圖。第15頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)電光晶體利用KDP晶體Z-切片63的縱向效應(yīng)，雙折射晶體采用方解石或硝酸納。在圖中標(biāo)出各晶體的方向及起偏器偏振軸的方向。沒(méi)對(duì)電光晶體(KDP)加電場(chǎng)V3時(shí)，透過(guò)起偏鏡的線偏振光D//x2，且沿光軸c(x3)方向通過(guò)KDP晶體正交入射到雙折射晶體方解石的界面上。由于該線偏振光的D恰好平行方解石的光軸方向，所以在方解石中只有e光，其te偏離原入射方向在晶體中傳播并射出(如圖中實(shí)線所示)。第16頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月若對(duì)電光晶體KDP加電場(chǎng)V3使之變?yōu)殡p軸晶體，則光沿x3方向(不是雙軸晶體的光軸)行進(jìn)，便在KDP晶體中形成振動(dòng)方向互相垂直的兩束線偏振光。一般情況下，它們?cè)谕高^(guò)KDP后將合成由KDP的63縱向效應(yīng)產(chǎn)生的位相延遲決定的不同橢圓線偏振光。第17頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如果V3=V，從KDP晶體出來(lái)的二線偏光=，便合成為線偏振光在空間傳播，其振動(dòng)方向與V3=0(=0)時(shí)的線偏光振動(dòng)方向垂直。該線偏振光正交入射到圖中雙折射晶體(方解石)界面，在方解石中只有o光仍沿原來(lái)入射光路傳播并從方解石射出來(lái)(圖中虛線所示)。通過(guò)在電光晶體上是否外加半波電壓V來(lái)控制光束分別占據(jù)兩個(gè)可能位置之一的目的。如果通過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合可以控制出射光占據(jù)更多的位置從而在二維空間中控制光斑的位置。第18頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二級(jí)數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器，電光晶體A1和A2的尺寸和取向應(yīng)一致，而雙折射晶體B1和B2的取向一致。但B2的厚度是B1的二倍．通過(guò)改變加在A1和A2上的電壓，就可以使光束偏轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上，二級(jí)數(shù)字型電光偏轉(zhuǎn)器共有四個(gè)可控光斑位置，如圖所示，同樣n級(jí)電光偏轉(zhuǎn)器，可以得到2n個(gè)可控的光斑位置，如果要使可控位置作二維分布，只要用被此正交的兩組電光偏轉(zhuǎn)器組合在一起就可以(常稱(chēng)為x-y偏轉(zhuǎn)器）第20頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月將兩塊同種材料的電光晶體(如KDP晶體)按圖所示的形式貼在一起，它們的取向已標(biāo)在圖上，其特點(diǎn)是；它們的x’3軸方向相反。電場(chǎng)E3方向垂直紙面向里，構(gòu)成了KDP晶體63橫向效應(yīng)連續(xù)型電光偏轉(zhuǎn)器。2、連續(xù)型電光偏轉(zhuǎn)器第21頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)有一束線偏振光沿x’2方向正交入射到左側(cè)電光晶體A的界面上，振動(dòng)方向沿x’1，光在晶體A中的折射率:當(dāng)光波進(jìn)入到右側(cè)電光晶體B中，光波仍保持沿x’1方向振動(dòng)。由于電場(chǎng)E3在A和B中的方向恰相反，所以在B晶體中的折射率與在A中的不同:于是在A和B之間出現(xiàn)了折射率梯度，從而造成了光線方向的偏轉(zhuǎn)。第22頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：連續(xù)偏轉(zhuǎn)器：將三塊厚度為h的電光棱鏡組合到一起，即成為一個(gè)連續(xù)偏轉(zhuǎn)器．它們的光軸都垂直于紙面，與棱鏡的厚度方向一致，而相鄰的兩塊棱的x3軸是相反的。在垂直于x3軸的棱鏡面上鍍上電極，當(dāng)加上電壓V3時(shí)，各塊棱鏡的感應(yīng)生軸方向如圖中所示．nn其中：第23頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由三塊電光晶體組成的偏轉(zhuǎn)器第24頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)一束線偏振光垂宜人射到棱鏡組時(shí)，如果V3=0，則光束不偏轉(zhuǎn)，如果V30，則光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在第一塊和第二塊棱鏡的交界面上，入射1=/2，折射角為2，有：第25頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在第二塊和第三塊棱鏡的界面上，入射角3為所以：第26頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在棱鏡組中，第三塊棱鏡右側(cè)界面的入射角5為最后，經(jīng)過(guò)第二三棱鏡后，光束的偏轉(zhuǎn)角為由此可知，偏轉(zhuǎn)角隨V3連續(xù)變化，所以可以實(shí)現(xiàn)光束的連續(xù)偏轉(zhuǎn)第27頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在外加交變信號(hào)場(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)制信號(hào))作用下，調(diào)制晶體的折射率也將隨著調(diào)制信號(hào)的頻率而變化。若有一束光波通過(guò)該晶體，則出射光的強(qiáng)度(或位相)載有調(diào)制信號(hào)的信息，稱(chēng)為光強(qiáng)度(或位相)調(diào)制。利用晶體的電光效應(yīng)使光強(qiáng)度(或位相)隨電信號(hào)而變化的方法，稱(chēng)為電光調(diào)制。下面簡(jiǎn)要介紹常用的電光強(qiáng)空(即振幅)調(diào)制。四、電光調(diào)制器第28頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在正交偏振器之間加一個(gè)KDP晶體，為了改善性能有時(shí)在電光晶體和檢偏鏡之間插入一個(gè)/4波片，就構(gòu)成了電光強(qiáng)度調(diào)制器(如上圖所示)。沿KDP晶體x3軸通光，并利用63縱向效應(yīng)使其感應(yīng)主軸x’1和x’2與起偏鏡和檢偏鏡的振動(dòng)方向成45o.第29頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在沒(méi)有加縱向信號(hào)電壓(Us=0)只加直流電壓V3時(shí)，得到光通過(guò)檢偏鏡的相對(duì)透過(guò)率如圖曲線。第30頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月若在電光晶體上加一個(gè)載有傳遞信息的交變信號(hào)電壓(簡(jiǎn)稱(chēng)電信號(hào))Us，則輸出光強(qiáng)將隨著電信號(hào)Us的大小而變化。在光路中未加/4波片時(shí)，可得到63縱向效應(yīng)的位相延遲為：出射光與入射光強(qiáng)度之比T用下式給出：第31頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了改善輸出調(diào)制光的畸變現(xiàn)象，在電光晶體與檢偏鏡之伺插入一個(gè)/4波片，使系統(tǒng)總的位相延遲增加/2，此時(shí)：第32頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由上式繪制出的強(qiáng)度輸出曲線如圖(b)的粗線所示。由此可知，系統(tǒng)加進(jìn)/4波片后，調(diào)制電壓相當(dāng)于將圖(a)所示的電信號(hào)零軸向右移了V/2。從而使工作點(diǎn)選在(T)曲線上的線性部分Q點(diǎn)附近，輸出光強(qiáng)在T=50％上下波動(dòng)且與電信號(hào)成線性關(guān)系。也就是說(shuō)輸出光波被調(diào)制成含有電信號(hào)且無(wú)失真地傳播下去。如果在圖中不用/4波長(zhǎng)，而改為在電信Us上疊加U/2直流電壓(稱(chēng)為偏壓法)同樣可以實(shí)現(xiàn)將電光調(diào)制器的工作點(diǎn)選擇在曲線的線性部分Q點(diǎn)附近．與在系統(tǒng)中加進(jìn)/4波具有同樣的效果。二者的原理基本相同。第34頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月晶體光學(xué)第二部分：晶體其它非線性光學(xué)效應(yīng)1、彈光效應(yīng)；2、聲光效應(yīng)；3、熱光效應(yīng)；4、旋光效應(yīng)；5、磁光效應(yīng)；第35頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、彈光效應(yīng)當(dāng)光學(xué)介質(zhì)受到應(yīng)力或應(yīng)變作用時(shí)，介質(zhì)的折射率發(fā)生變化，從而產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象稱(chēng)為彈光效應(yīng)或壓光效應(yīng)。例如，原來(lái)各向同性的光學(xué)均質(zhì)體(立方晶系晶體或玻璃等)受到應(yīng)力作用時(shí)會(huì)變成單軸晶或雙軸晶體。原來(lái)單軸晶體在應(yīng)力作用下會(huì)變成雙軸晶體。在只取一級(jí)效應(yīng)的情況下，機(jī)械應(yīng)力或應(yīng)變對(duì)晶體折射率的影響仍可用光率體的變化來(lái)描述：ijkl是應(yīng)力彈光系數(shù)，ijkl是應(yīng)變彈光系數(shù)。第36頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在晶體中，由于其結(jié)構(gòu)各向異性，晶體的應(yīng)力和應(yīng)變都是二階張量，因而胡克定律的形式較復(fù)雜，可寫(xiě)成則有：第37頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其矩陣形式：第38頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同理：應(yīng)變彈光效應(yīng)第39頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例：立方晶系的彈光效應(yīng)1．43m、432和m3m晶類(lèi)的彈光效應(yīng)第40頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立方晶系的43m、432和m3m晶類(lèi)由原來(lái)的光學(xué)勻質(zhì)體變?yōu)榫哂袉屋S晶體的各向異性光學(xué)性質(zhì)，光軸沿單向應(yīng)力1的x1軸方向。第41頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．23和m3晶類(lèi)的彈光效應(yīng)第42頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月立方晶系的23和m3晶類(lèi)由原來(lái)的光學(xué)勻質(zhì)體變?yōu)榫哂须p軸晶體的光學(xué)性質(zhì)。第43頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月觀測(cè)彈光效應(yīng)測(cè)裝置：圖中A和P是一對(duì)正交偏振器，中間放置被測(cè)的樣品。若觀測(cè)彈光效應(yīng)，在垂直光線方向?qū)悠肥┘訂蜗驊?yīng)力；樣品可以是晶體或非晶體。沒(méi)加應(yīng)力時(shí)，光不能通過(guò)此系統(tǒng)。加應(yīng)力后，各向同性的介質(zhì)變成各向異性的單軸晶(或雙軸晶)．所以光通過(guò)樣品出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。從樣品出來(lái)的光是具有一定位相差的橢圓偏振光、通過(guò)檢偏鏡P可以觀察到。要精確測(cè)量彈光系數(shù)通常采用偏光干涉法。第45頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、聲光效應(yīng)超聲波是彈性波，當(dāng)這種彈性波通過(guò)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)將產(chǎn)生壓縮和伸張，這相當(dāng)于介質(zhì)中存在著隨時(shí)空周期變化的彈性應(yīng)變。由于存在彈光效應(yīng)，介質(zhì)中各點(diǎn)的折射率也將隨該點(diǎn)的彈性應(yīng)變而發(fā)生相應(yīng)的變化，從而對(duì)光在此介質(zhì)中的傳播特性產(chǎn)生影響，即產(chǎn)生衍射和散射。這種光波被介質(zhì)中超聲波衍射和散射的現(xiàn)象稱(chēng)為聲光效應(yīng)。聲光效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是彈光效應(yīng)的一種表現(xiàn)形式。第46頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)用壓電晶體作成的換能器產(chǎn)生波長(zhǎng)為、頻率為、寬度為L(zhǎng)的超聲波柱沿x方向加在聲光介質(zhì)上(如圖所示)；入射光波以頻率、波長(zhǎng)沿y方向在介質(zhì)中傳播。圖中陰影部分為聲柱與入射光波相互作用區(qū)，D為作用長(zhǎng)度。在此作用區(qū)內(nèi)由于超聲波的激發(fā)而使介質(zhì)存在著隨時(shí)空變化的彈性應(yīng)變Sx:稱(chēng)為超聲波的波矢由彈光效應(yīng)可以證明光波通過(guò)介質(zhì)時(shí)其折射率以聲波波長(zhǎng)為周期而變化。第47頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第48頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月右圖給出由正弦應(yīng)變波引起介質(zhì)內(nèi)折射率的正弦變化以及介質(zhì)密度變化的示意圖。第49頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光波通過(guò)該聲光柵與通過(guò)光學(xué)光柵類(lèi)似，都可以發(fā)生衍射，由光柵方程1、布喇格聲光衍射當(dāng)超聲波頻率較高(一般在20MHz以上)，聲光作用較大(L22/)時(shí)，除零級(jí)以外，只得到最強(qiáng)的第—級(jí)序衍射光，其余各級(jí)序衍射光強(qiáng)幾乎為零。這種衍射稱(chēng)為布喇格聲光衍射。（正常布拉格衍射）第50頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第51頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月考慮到聲波波面的運(yùn)動(dòng)，衍射光的頻率因多普勒效應(yīng)要產(chǎn)生頻移。這只要將聲波面理解為運(yùn)動(dòng)的光接收器同時(shí)又是運(yùn)動(dòng)的光源(反射光)，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)速度vs就可知道衍射光的頻率是增加還是減少。當(dāng)聲波面相對(duì)于靜止的入射光源和靜止的衍射光接收器都是迎面運(yùn)動(dòng)引起正頻移，即衍射光頻率為+，當(dāng)聲波面背離入射光源和衍射光接收器而去，引起負(fù)頻移，即衍射光頻率為-.第52頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．喇曼-奈斯聲光衍射當(dāng)超聲波頻率較低(＜20MHz)，聲光相互作用長(zhǎng)度較短(L＜2/2)，光束Ki與超聲波面平行(i=0)時(shí)，產(chǎn)生喇曼—奈斯聲光衍射。類(lèi)似于平面光柵的夫瑯和費(fèi)衍射，喇曼—奈斯聲光衍射中平行光束垂直通過(guò)超聲波柱相當(dāng)于通過(guò)一個(gè)很薄的聲光柵，再通過(guò)會(huì)聚透鏡可在屏上觀察到各級(jí)序的衍射條紋。第53頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第54頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第55頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月喇曼—奈斯聲光衍射的特點(diǎn)：(1)在中心末衍射的光束(零級(jí)序)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)形成第一級(jí)和更高級(jí)的衍射光束。其強(qiáng)度逐級(jí)減弱。(2)衍射光出現(xiàn)頻移。這是因?yàn)椤奥暪鈻拧笔沁\(yùn)動(dòng)的，由多普勒效應(yīng)所致。超聲波在介質(zhì)中為行波時(shí)，頻率的變化己標(biāo)在圖中。(3)通過(guò)超聲波柱的光波再不是平面波，其波面出現(xiàn)皺折(如圖所示)。這是因?yàn)榻橘|(zhì)中各點(diǎn)折射率隨x軸（聲速方向)作周期變化所致。第56頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第57頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)超聲波在介質(zhì)中以行波傳播時(shí)，衍射光強(qiáng)基本不隨時(shí)間變化。各級(jí)序的衍射光頻率在圖中已標(biāo)出。如果介質(zhì)中超聲波形成駐波時(shí)，各級(jí)序衍射光強(qiáng)隨時(shí)間作周期變化。各級(jí)序光束不再象行波光柵衍射時(shí)那樣具有簡(jiǎn)單的多普勒頻移的單色光，而是含有多種頻率的復(fù)合光。第58頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、晶體的熱光效應(yīng)當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，晶體的折射率n發(fā)生變化的現(xiàn)象稱(chēng)為熱光效應(yīng)。除單斜、三斜以外的各晶系由于直角坐標(biāo)系選在結(jié)晶軸上，故這些晶系(bij)只存在不為零的主分量，切向分量均為零。因此溫度變化時(shí)只改變光率體各主軸的長(zhǎng)度而不改變它們的取向。對(duì)于單斜晶系和三斜晶系的晶體由于結(jié)晶軸與直角坐標(biāo)系不一致．故這些晶系的(bij)矩陣切向分量不為零，因此當(dāng)溫度變化時(shí)光率體的主軸長(zhǎng)度改變，同時(shí)主軸的取向也將發(fā)生變化。第59頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于雙軸晶體的熱光效應(yīng)，三個(gè)主折射率變化的不同不僅導(dǎo)致光率體形狀發(fā)生變化。而且光軸角也將發(fā)生變化。這將引起—系列有趣的效應(yīng)。以石膏為例，在室溫下它是一個(gè)正雙軸晶體，隨著溫度升高光軸角將減小，到90oc時(shí)對(duì)于＝5893A的光、它成了單軸晶體。繼續(xù)升高溫度它又變?yōu)殡p軸晶體，這種現(xiàn)象稱(chēng)為交叉色散。通常發(fā)生于二個(gè)主折射率比較接近而光軸角較大的情況。第60頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、旋光現(xiàn)象和磁光效應(yīng)線偏振光在光學(xué)勻質(zhì)體中或沿單軸晶體光軸方向傳播時(shí)，其偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為旋光現(xiàn)象。1、旋光現(xiàn)象第61頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在固體介質(zhì)中偏振面轉(zhuǎn)動(dòng)角度與樣品厚度d成正比。第62頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、偏振面旋轉(zhuǎn)的角度隨照射波長(zhǎng)而改變。波長(zhǎng)越短旋轉(zhuǎn)角度越大。這種現(xiàn)象稱(chēng)為旋光色散。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一種物質(zhì)制成的晶片迎著光線方向觀察，有些晶片使光的偏振面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，稱(chēng)為右旋晶體；有的偏振面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，稱(chēng)為左旋晶體。如右旋石英和左旋石英。它們的旋轉(zhuǎn)本領(lǐng)都相同。第63頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、磁光效應(yīng)