
【化】 optical anisotropy
optics
【化】 optics
【醫】 optics; photology
apiece; different; each; various
【醫】 AA; ana; sing.
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【醫】 ad-; ak-; ob-
different; other; separate; strange; surprise
【計】 exclusive-OR
【醫】 allotrio-; heter-; hetero-; pecilo-; poecil-; poikilo-
光學各向異性(Optical Anisotropy)是指材料在光學性質上隨方向變化的現象,表現為不同方向上折射率、吸收系數或介電常數存在差異。這種現象與晶體結構、分子排列或外加電磁場的定向作用直接相關。例如,方解石晶體因非對稱晶格結構會産生雙折射效應,導緻入射光分解為兩束偏振方向垂直的傳播光。
在電磁理論框架中,光學各向異性可通過介電張量描述:
$$ epsilon = begin{pmatrix} epsilon{xx} & epsilon{xy} & epsilon{xz} epsilon{yx} & epsilon{yy} & epsilon{yz} epsilon{zx} & epsilon{zy} & epsilon_{zz} end{pmatrix} $$
該張量在非對稱材料中表現為非對角元素不為零,導緻光波傳播特性隨方向改變。實驗驗證常用偏光顯微鏡觀察幹涉條紋變化,或通過橢圓偏振光譜測量介電函數的方向依賴性。
工業應用領域,液晶顯示器(LCD)利用向列相液晶的光學各向異性控制透光率,而光纖通信中的保偏光纖則依賴該特性維持偏振态穩定。根據《材料科學大百科》記載,天然礦物如雲母的光學各向異性指數可達0.172,人工制備的钇鋁石榴石晶體則表現出0.03-0.05的各向異性度。
光學各向異性是指材料的光學性質(如折射率、吸收率、偏振特性等)在不同方向上呈現差異的現象。以下是其核心要點:
定義與表現
物理機制
表征方法
應用領域
擴展說明:此特性不僅存在于晶體,某些液晶、高分子材料及人工超材料中也存在類似現象。其數學描述常用折射率橢球方程:
$$
frac{x}{n_x} + frac{y}{n_y} + frac{z}{n_z} = 1
$$
其中(n_x, n_y, n_z)為三個主軸方向的折射率。
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