晶体双折射及其偏振

光的偏振与双折射

青岛科技大学

大学物理讲义

光的偏振与双折射

(polarization) 机械横波与纵波的区别 机 械 波 穿 过 狭 缝

光的偏振与双折射

二

自然光 偏振光 一般光源发出的光中， 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方 向的光矢量，在所有可能的方向上的振幅都相等(轴 向的光矢量，在所有可能的方向上的振幅都相等 轴 对称),这样的光叫自然光。 对称 ，这样的光叫自然光。

自然光用 自然光用两个互相垂直的、互 互相垂直的 垂直 为独立的(无确定 相位关系 无确定的 关系)、 为独立的 无确定的相位关系 、振 幅相等的光振动表示，并各具有一 幅相等的光振动表示，并各具有一 半的振动能量 。 注意 二互相垂直方向是任选的 . 互相垂直方向是任选的 各光矢量间无固定的相位关系 .青岛科技大学

v vv E

符号表示大学物理讲义

光的偏振与双折射

偏振光(线偏振光) 偏振光(线偏振光) 光振动只沿某一固定方向的光 。

v E振动面

符号表示

v v

部分偏振光 ：某一方向的光振动比与其垂直方 向上的光振动占优势的光为部分偏振光 。 符号表示青岛科技大学 大学物理讲义

光的偏振与双折射

三 偏振片

起偏与检偏

二向色性： 二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动 ,

学术论文

半导体光电!2010年4月第31卷第2期陈明阳等: 高双折射光子晶体光纤研究进展

动态综述

高双折射光子晶体光纤研究进展

陈明阳,张永康

(江苏大学机械学院,江苏镇江212013)

摘 要: 首先对高双折射光纤的基本原理和概念作了介绍,并简要讨论了用于分析高双折射光子晶体光纤的常用数值方法及其特点。在此基础上,提出可将高双折射光子晶体光纤归纳为四种基本类型,并对每一种类型的原理、特点和典型结构作了介绍和分析。还简要介绍了高双折射光子晶体光纤的典型应用,最后对高双折射光子晶体光纤的发展方向和前景进行了展望。

关键词: 光子晶体光纤;高双折射;有限差分法;有限元法;多极法

中图分类号:TN253 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2010)02-0165-05

ResearchProgressesofHighlyBirefringentPhotonicCrystalFibers

CHENMingyang

(SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,CHN)

Abstract: Firstly,thebasicconceptsandprinciples

互感器原理与应用

第02卷第0期0##"年&月

哈尔滨工程大学学报

IDG+;*KDLE*+C>;M;>;::+>;;>N:+O>P<<?-

YDK$02Z$0

1+$0##"=

线性双折射温度特性对光学电流互感器

影响的理论分析

王政平，吴

强，李庆波，黄宗军，史金辉

（哈尔滨工程大学理学院，黑龙江哈尔滨!）"###!

摘

要：用理论分析和计算机仿真的方法分析了线性双折射的温度特性及其对光学玻璃电流互感器输出特性的影

响$结果表明：当温度均匀分布时，传感头与周围介质相互作用产生的应力线性双折射是影响系统灵敏度的主要因素；当温度在%线性双折射使系统灵敏度变化可达!该研究结果可为光学玻璃电流传感&#!&#’范围内变化时，($器研究者提供参考$

关键词：光学玻璃电流传感器；线性双折射；温度特性)*+*,*-效应；

中图分类号：（）.&/0$0文献标识码：1文章编号：!##2%3#&/0##"#0%#030%#"

!"#$%#&’()*)+)*-’-$.&"##..#(&$.&"#&#/#%)&1%#,0

得分

教师签名 批改日期

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称： 近代物理实验

实验名称： 椭圆偏振法测量薄膜厚度及折射率

学院： 物理科学与技术学院

组号 指导教师：

报告人： 学号：

实验地点 实验时间：

实验报告提交时间：

一、 实验目的

1、利用椭偏仪测量硅衬底薄膜的折射率和厚度；提高物理推理与判别处理能力。

2、用自动椭偏仪再测量，进行比对；分析不同实验仪器两种方式的测量。提高误差分析与分配能力。

二、实验原理

椭偏法测量的基本思路是，起偏器产生的线偏振光经取向一定的1/4波片后成为特殊的椭圆偏振光，把它投射到待测样品表面时，只要起偏器取适当的透光方向，被待测样品表面反射出来的将是线偏振光。根据偏振光在反射前后的偏振状态变化（包括振幅和相位的变化），便可以确定样品表面的许多光学特性。

椭圆偏振法测量薄膜厚度及折射率

实验目的：

1、利用椭偏仪测量硅衬底薄膜的折射率和厚度；提高物理推理与判别处理能力。

2、用自动椭偏仪再测量进行对比；分析不同实验仪器两种方式的测量。提高误差分析与分配能力。

教学安排

手动测量记录P、A 2学时 自动测量并计算n、d 1学时 对比研究 1学时

原理综述：

椭圆偏振法简称椭偏法，是一种先进的测量薄膜纳米级厚度的方法，椭偏法的基本原理由于数学处理上的困难，直到上世纪40年代计算机出现以后才发展起来，椭偏法的测量经过几十年来的不断改进，已从手动进入到全自动、变入射角、变波长和实时监测，极大地促进了纳米技术的发展，椭偏法的测量精度很高（比一般的干涉法高一至二个数量级），测量灵敏度也很高（可探测生长中的薄膜小于0.1nm的厚度变化）。利用椭偏法可以测量薄膜的厚度和折射率，也可以测定材料的吸收系数或金属的复折射率等光学参数。因此，椭偏法在半导体材料、光学、化学、生物学和医学等领域有着广泛的应用。

通过实验，读者应了解椭偏法的基本原理，学会用椭偏法测量纳米级薄膜的厚度和折射率，以及金属的复折射率。

一、 实验原理

椭偏法测量的基本思路是，起偏器产生的线偏

椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率

Pb04210109 仲海兵 0406

实验目的：1.了解椭偏仪测量薄膜参数的原理。

2.初步掌握反射型椭偏仪的使用方法。

实验原理：

设介质层折射率分别为n1、n2、n3,φ1为入射角,在界面1和界面2处会产生反射光和折射光的多光束干涉,如图(1-1)：

?1 介质n1 界面1

薄膜n2 ?2 衬底n3 界面2

?3 图 1-1 用2?表示相邻两分波的相位差,其中?=2?dn2cos?2/?,用r1p、r1s表示光线的p分量、s分量在界面1的反射系数,用r2p、r2s表示光线的p分量、s分量在界面2的反射系数。由多光束干涉的复振幅计算可知：

Erp?r1p?r2pe?i2?1?r1pr2pe?i2?r1s?r2se?i2?Eip (1) Ers?Eis （2） ?i2?1?r1sr2se 其中Eip和

实验七 晶体的电光效应及其应用——用相位补偿法测量双折射晶体的微小相位差

物理学院

1

实验目的

物理系 00004037

贾宏博

1.1 研究KD*P晶体的一次电光效应，用光强极小、光强极大和调制法三种方法测定一组KD*P晶体的半波电压。

1.2 用相位补偿法测量双折射云母样品的相位差和折射率差。 2

实验原理

KD*P晶体为负单轴晶体，如图7-1。它的折射率椭球为旋转椭球，如（7-1）式

2.1 磷酸二氘钾（KD*P）类型晶体的纵向电光效应。

图7-1

x?yno222

图7-2

（7-1）

?z22ne?1

在KD*P晶体的光轴z方向加上电场后，（7-1）式变为

x?yn2o22?zn22e?2r63Ezxy?1

（7-2）

经过坐标变换

?x?x'cos45??y'sin45?????y?x'sin45?y'cos45 ?z?z'?

（7-2）式转化为

1

x'n22x'?y'n22y'?z'n22z'2?1/2?nx'?no(1?nor63Ez)?2?1/2，其中 ?1?ny'?no(1?nor63Ez)??nz'?ne （7-3）

2通常nor63Ez??1，则（7-3）式化为

光子晶体光纤基本特性及其应用研究[S]

英文题名 The Basic Characteristic and the Applications Study of Photonic Crystal Fibers 专业 凝聚态物理 关键词 光子晶体光纤; 多极法; 色散; 有效模场面积; 非线性特性; 双折射; 英文关键词 Photonic crystal fibers; Multipole method; Chromatic dispersion; Effective model field area; Nonlinearity; Double refraction; 中文摘要 光子晶体光纤是一种新型的光纤,由于它具有普通光纤所无法比拟的结构设计和光学 特性,在近几年成为光纤研究领域的热点。本文介绍了光子晶体光纤的研究背景及发展现状,分 析了它的结构特性,并列举了一些不同结构的光子晶体光纤,简单介绍了它的两种导光原理和制 备方法,以及在各个方面的应用。设计了两种结构的光子晶体光纤,并对它们的基本特性进行了 数值研究。论文所做的主要工作如下: 首先,对几种数值模拟光子晶体光纤特性的理论方法进 行了介绍和对比,系统介绍了多极法的原理、方程

光子晶体光纤基本特性及其应用研究[S]

英文题名 The Basic Characteristic and the Applications Study of Photonic Crystal Fibers 专业 凝聚态物理 关键词 光子晶体光纤; 多极法; 色散; 有效模场面积; 非线性特性; 双折射; 英文关键词 Photonic crystal fibers; Multipole method; Chromatic dispersion; Effective model field area; Nonlinearity; Double refraction; 中文摘要 光子晶体光纤是一种新型的光纤,由于它具有普通光纤所无法比拟的结构设计和光学 特性,在近几年成为光纤研究领域的热点。本文介绍了光子晶体光纤的研究背景及发展现状,分 析了它的结构特性,并列举了一些不同结构的光子晶体光纤,简单介绍了它的两种导光原理和制 备方法,以及在各个方面的应用。设计了两种结构的光子晶体光纤,并对它们的基本特性进行了 数值研究。论文所做的主要工作如下: 首先,对几种数值模拟光子晶体光纤特性的理论方法进 行了介绍和对比,系统介绍了多极法的原理、方程

晶体光折变效应及其三维 全息信息存储实验系统

实 验 说 明 书

北京方式科技有限责任公司

本实验为一个典型的非线性光学类本科生综合物理实验，包含了弱光非线性光学，二波 耦合理论，布拉格衍射原理，光折变三维全息信息存储技术，光学傅立叶变换，晶体材料的 非线性光学特性等基本知识。学生通过实验，一方面了解基本物理知识，还了解了一定的光 子学技术学科前沿知识。最重要的是本实验能为学生的实际科研能力打下一个良好的基础， 通过实验预习，相关文献阅读，实验现象的观察，实验数据的测量、分析和总结，在实际动 手能力，科研思维，实验技术，实验技能、技巧等方面都得到良好的锻炼。

目的：通过本实验，了解弱光非线性光学，光折变效应，二波耦合理论，铁电晶体材料- 铌算锂晶体光学特性等光学基础知识，掌握一定的晶体光折变三维全息信息存储技术，空间 光调制技术，CCD 技术应用，光学傅立叶变换等，为科研实验和工作打下一个良好的实验基 础。

一、实验原理

光折变体三维全息信息存储中，信息存储通过两束相干光波在光折变介质中耦合进行全 息记录。由此可见，光折变体三维全息存储技术的基础是光折变效应和二波耦合，所以，在 本章中我们首先介绍光折变效应及其动力学方程，全息