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§5—9 场致双折射 场致双折射：在机械（热）应力、电场、磁场等外场作用下，某些光学 介质将从各向同性变为各向异性，或其固有的各向异性将 发生改变。也称人为双折射。 场致双折射的特点：外场撤除后，双折射效应随之消失。 应力双折射——光弹性效应 电光效应 磁双折射效应——科顿-穆顿效应 1. 应力双折射—— 光弹性效应 光弹性效应：各向同性介质由于外界机械应力的作用而引起的类似于单 轴晶体的光学各向异性现象。 光轴方向：外力作用方向 具有显著光弹性光学效应的材料：玻璃、塑料、环氧树脂、有机玻璃等。 应力光学定律： no −ne KP P ：作用应力（压应力为正，n -n 0 ；拉应力为负，n -n 0 ） o e o e K ：（0 ）为应力光学常数 说明：光学材料的加工过程可能会给材料内部留下残余的机械应力。另 外，在熔炼过程中，如果没有很好地使材料退火，也会在材料内部 留下残余的热应力。 光测弹性——利用偏振光的干涉来测定物体内部应力分布 在侧向应力作用下，透明材料可使透过的o光和e光产生相位差： 2π 2π δ n −n L LKP λ o e λ 特点：当透明材料内部各处受力不均匀时，自各处透过的o光和e光的相位差 不同。利用偏振光干涉原理，可获得与材料体内应力分布对应的干涉 图样。应力大（小）的区域干涉条纹密集（稀疏）。通过分析干涉图 样，可确定出材料内部各处受外力或内应力作用的大小和方向。 P 1 P 2 起偏器 受力透明介质板 检偏器 观察平面 光弹性效应实验装置 受压环形树脂板 受压圆盘的暗场图样 受压圆盘的亮场图样 受力结构模型引起的偏光干涉图样 巴黎圣母院飞拱结构的（受力）塑料模型——偏振光干涉图样 2. 电光效应—— 电场引起的双折射 ①克尔效应——横向电光效应 某些各向同性介质因外电场的作用而引起的的光学各向异性现象。 特点：响应时间极快（10-9 s量级），且随外场的消失而消失。对于单向电 场，介质呈现单轴晶体特性，光轴方向沿外电场作用方向。 双折射率差： no −ne λK E 2 r n 和n ：介质对振动方向垂直和平行于作用电场方向的线偏振光的折射率； o e λ：真空中波长；K ：克尔系数；E ：作用外电场强度。 r 常用克尔介质：苯、二硫化碳、三氯甲烷、水、硝基甲苯、硝基苯等。 应用：高速光开关、调制器。 P ⊥P ，分别与电场成±45°角 1 2 电极加电压V ，则电场E=V/h 2π 2πdK V2 o光和e光的相位差 δ (no −ne )d 2r λ h