北理工珠海学院《光学工艺与测量》第03章课件.doc

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1、•与光学玻璃不同，一般的光学晶体在紫夕卜、可见光、近红外甚至远红外波段都有较好的透过率，不像光学玻璃，在紫外和红外波段的光谱透过率很低。・光学晶体的各向异性和非线性也是光学玻璃所不具备的。光主平面O光主平面第一节结构和分类•—、光学晶体的结构与玻璃的无规则网络结构不同，晶体呈现的是有规则格子结构NaClWflkClNaf—MX•规则格子结构的最小单位是晶胞，晶胞的顶角、棱线和面分别被称为格子的结点、行列和面网，也就是晶胞的角顶、晶棱和晶面。•晶胞在空间周期重复且无间隙地堆砌的结果可能会形成晶体的多

2、面体外形。•格子的三个行列，也就是晶棱的方向被称为晶轴，通常以a、b、c轴表不。如果晶胞是六面体,则还需要增加一个d轴。•其安排是：c轴依然直立，a>b、d在垂直c轴的平面内依次呈120°•各晶棱之间的夹角称为轴角。分类晶族晶系两轴晶体低级晶族三斜晶系单斜晶系斜方晶系单轴晶体中级晶族四方晶系六方晶系三方晶系等轴晶体高级晶族立方晶系第一节结构和分类二、光学晶体的折射率椭球面FN面二、光学晶体的折射率椭球•晶体规则的格子结构是构成晶体各向异性的内在原因，光学的各向异性，主要通过在不同方向上折射率不同表

3、现出来的，这就构造出光学晶体的折射率椭球模型。正晶体（％＞裟）负晶体g•二矶）•对于咼级晶族的等轴晶体，在光学上是各向同性的，不产生双折射，这主要是因为立方晶系的高度对称性所致。•因此它在所有方向上的折射率都是相等的，因此折射率椭球模型应该是一个圆球。•对中级晶族的单轴晶体而百，无论是二方晶系、四方晶系还是六方晶系，它们都只有一个高次轴，即C轴，光沿此方向传播，不产生双折射，这个方向也就是晶体的光轴方向。•单轴晶体的折射率是个圆对称的回转椭球，圆对称椭球的回转轴就是光轴，通过光轴的椭球截面就是椭圆

4、，椭圆内垂直于光轴的轴，可能是椭圆的长轴，也可能是矢旦轴O•对于低级晶族的两轴晶体，折射率椭球模型是非回转的椭球，它具有两个光轴，即通过椭球中心分别垂直于这两个光轴的平面截面是两个圆，但通过椭球中心不垂直于这两个光轴的平面截面不是圆，因为该晶体有两个光轴方向，因此称为：两轴晶体。三、光学晶体的分类•按晶体的光学性质，分两轴晶体、单轴晶体和等轴晶体•按晶体的结晶性质，分单晶和多晶•按用途分电光晶体、声光晶体、磁光晶体、紫外晶体、红外晶体、激光晶体、热释电晶体、光折变晶体等。第二节光学晶体的性质—、光

5、学晶体的基本性质1•均匀性2各向异性•A具有自发地形成封闭几何多面体的性质。3•对称［性4.自范性5•最小内能性6•稳定性第二节光学晶体的性质二、光学晶体的光学特性1•透光波段宽2.吸收率低3.色散小4•双折射4.旋光性4.多色性光学晶体对光的吸V收具有各向异性。折化射幅率度A当平面偏振波沿着光轴传播时，偏振面会旋转一点的角度。第二节光学晶体的性质三、光学晶体的其他性质1•解理：光学晶体在受到定向机械力作用时按照一定方向裂解成光滑平面的能力。2硬度：具有各向异性、对称性。3•热膨胀系数：具有各向异

6、性。第二节光学晶体的性质三、光学晶体的其他性质1•解理：光学晶体在受到定向机械力作用时按照一定方向裂解成光滑平面的能力。2硬度：具有各向异性、对称性。3•热膨胀系数：具有各向异性。第三节常用光学晶体—、双折射晶体二、蓝宝石和红宝石晶体三、漠、氯、碘的化合物晶体四、氟化物五、硅单晶六、乍者单晶七、硫化锌和硒化锌八、确化掾九、掺牧石榴石晶体十、常用的非线性晶体do硅单晶铐单晶Nd:YAG晶体主要用途：由于“AG晶体具有光学均匀性好、机械性能好、物化稳定性高、热导性好等优点，目前仍是固体激光器的首选材料

7、，因此广泛用于工业、医疗、科研、通讯和军事等领域。如激光武器、激光测距、激光目标指示、激光探测、激光打标、激光加工（包括切割、打孔、焊接以及内雕等）、激光医疗、激光美容等等。