
【化】 optical anisotropy
optics
【化】 optics
【医】 optics; photology
apiece; different; each; various
【医】 AA; ana; sing.
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【医】 ad-; ak-; ob-
different; other; separate; strange; surprise
【计】 exclusive-OR
【医】 allotrio-; heter-; hetero-; pecilo-; poecil-; poikilo-
光学各向异性(Optical Anisotropy)是指材料在光学性质上随方向变化的现象,表现为不同方向上折射率、吸收系数或介电常数存在差异。这种现象与晶体结构、分子排列或外加电磁场的定向作用直接相关。例如,方解石晶体因非对称晶格结构会产生双折射效应,导致入射光分解为两束偏振方向垂直的传播光。
在电磁理论框架中,光学各向异性可通过介电张量描述:
$$ epsilon = begin{pmatrix} epsilon{xx} & epsilon{xy} & epsilon{xz} epsilon{yx} & epsilon{yy} & epsilon{yz} epsilon{zx} & epsilon{zy} & epsilon_{zz} end{pmatrix} $$
该张量在非对称材料中表现为非对角元素不为零,导致光波传播特性随方向改变。实验验证常用偏光显微镜观察干涉条纹变化,或通过椭圆偏振光谱测量介电函数的方向依赖性。
工业应用领域,液晶显示器(LCD)利用向列相液晶的光学各向异性控制透光率,而光纤通信中的保偏光纤则依赖该特性维持偏振态稳定。根据《材料科学大百科》记载,天然矿物如云母的光学各向异性指数可达0.172,人工制备的钇铝石榴石晶体则表现出0.03-0.05的各向异性度。
光学各向异性是指材料的光学性质(如折射率、吸收率、偏振特性等)在不同方向上呈现差异的现象。以下是其核心要点:
定义与表现
物理机制
表征方法
应用领域
扩展说明:此特性不仅存在于晶体,某些液晶、高分子材料及人工超材料中也存在类似现象。其数学描述常用折射率椭球方程:
$$
frac{x}{n_x} + frac{y}{n_y} + frac{z}{n_z} = 1
$$
其中(n_x, n_y, n_z)为三个主轴方向的折射率。
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