
单轴晶体(Uniaxial Crystal)指仅存在一个光轴(optical axis)的晶体材料,其光学各向异性特征表现为沿该轴方向与垂直方向的光速不同。这一特性导致光线在晶体内部发生双折射(birefringence)现象,形成寻常光(o光)和非寻常光(e光)两种偏振态。
根据折射率椭球形状,单轴晶体可分为两类:
单轴晶体的双折射率计算公式为: $$ Δn = |nₑ - nₒ| $$ 该参数是设计偏振器件(如波片、棱镜)的核心依据。在实际应用中,单轴晶体广泛用于激光调制、光学传感和量子光学领域,其特性在《应用光学基础》(Springer出版)与《国际晶体学联合会技术报告》中均有详细阐述。
单轴晶体是光学性质具有单一光轴方向的各向异性晶体,其定义和特性可总结如下:
定义与结构特征
单轴晶体指仅有一个光轴的晶体,其折射率椭球为旋转椭球体。这类晶体属于四方晶系、三方晶系和六方晶系(如方解石、石英、冰等)。
光学性质与双折射现象
当光线通过单轴晶体时,会分解为两束偏振光:
二向色性
部分单轴晶体对平行和垂直于光轴的偏振光吸收不同,导致透射光呈现不同颜色(如电气石),此特性称为二向色性。
应用领域
单轴晶体的双折射特性被广泛应用于光学器件(如偏振片、波片)及通信、激光技术等领域。
与双轴晶体的区别
双轴晶体(如云母)具有两个光轴,属于正交、单斜和三斜晶系,其折射率椭球为三轴椭球体,光学性质更复杂。
总结来看,单轴晶体的核心特征是光轴唯一性和双折射现象,这使其在偏振控制和光调制技术中具有重要价值。
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