晶体光学和电光器件 - Read.PDF

晶体光学和电光器件 Crystal Optics and Electro-Optic Devices （一） 陈根祥 北京交通大学全光网与现代通信网教育部重点实验室 2007-4-23 介电系数张量 晶体中原子的规则有序排列使介质极化与外场一般不同向，在 最一般情况下： P E ε χ D E E ε ε ε D E P ε + i ij0 j i 0 r ij j ij j 0 , 总可通过选择坐标系，使介电系数张量对角化： ⎡ε0 0 ⎤ 11 ⎢ ⎥ 0 ε 0 ε ⎢ 22 ⎥ 0 ⎢ 0 ε ⎥ ⎣ 33 ⎦ 此时的坐标轴称为晶体的介电主轴或偏振主轴。 双轴晶体： ε ≠ε ≠ε 单轴晶体： ε ε ≠ε 11 22 33 11 22 33 沿三个主轴方向偏振的光感受到不同的折射率: 2 2 2 ε ε ε ε nε ε , n , n x 11 0 y 22 0 z 33 0 光的双折射：晶体中沿某一方向传输的光存在两个特定的正交 偏振方向，沿这两个方向偏振的光分别具有最快和最慢的传输 速度(快轴和慢轴, 折射率不同), 且可保持其偏振态。 折射率椭球 对于延z 向传播的光，两个正交偏振态的折射率为n 和n 。 x y 晶体中沿任意方向传播光的快轴和慢轴以及相应的折射率n1 , n2 可以方便地用折射率椭球定出。 2 2 2 x y z + =+ 1 定义折射率椭球： 2 2 2 n n n x y z 一个例子 单轴晶体的折射率椭球： 2 2 2 x y + z