Sự truyền ánh sáng trong tinh thể dị hướng
GV hướng dẫn: TS. Lê Thị Quỳnh Anh HV thực hiện: Nguyễn Thanh Lâm Nguyễn Quang Khải
Nội dung: I.
II.
III.
Hiện tượng phân cực ánh sáng Tensor điện môi của tinh thể dị hướng trong hệ trục tọa độ chính Sự truyền sóng phẳng đơn sắc trong tinh thể dị hướng
1.
2.
3.
Phương truyền sóng và phương truyền năng lượng Công thức Fresnel cho sự truyền sóng ánh sáng trong tinh thể Ellipsoid chiết suất
IV.
V.
Tính chất quang học của tinh thể đơn trục và lưỡng trục Các ứng dụng
Hiện tượng phân cực ánh sáng (http://www.mientayvn.com/Thuc%20nghiem%20vat%20li/Dien_tu_hoc/Hien_tuong_phan_cuc_anh_sang.swf)
Các chế độ phân cực (http://www.mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Sach/Mot_so_van_de_ve_luong_tu_hoc_dien_tu/Nanophotonic/CircPol[1].swf)
Sự tách một tia sáng thành hai tia (http://mientayvn.com/Thuc%20nghiem%20vat%20li/Vat_lieu/Hien_tuong_luong_chiet.swf)
Sự thay đổi chế độ phân cực khi ánh sáng truyền qua tinh thể Tuamalin (http://www.mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Sach/Mot_so_van_de_ve_luong_tu_hoc_dien_tu/Nanophotonic/CircPol[1].swf)
Ảnh nhìn qua tinh thể Băng Lan (CaCO3) (http://mientayvn.com/Thuc%20nghiem%20vat%20li/Vat_lieu/bang_lan.wmv)
Tinh thể KDP – một tinh thể bất đẳng hướng
II.Tensor điện môi của môi trường bất đẳng hướng trong hệ trục tọa độ chính
Tensor điện môi của môi trường bất đẳng hướng
Ví dụ: Tại bước sóng quang học 1 micro mét, tensor
hằng số điện môi của tinh thể KDP trong một hệ trục tọa độ vuông góc x1, x2, x3 có dạng:
Hãy tìm dạng của tensor này trong hệ trục tọa độ
chính.
Hệ trục tọa độ chính
Trong hệ trục tọa độ chính xyz, tensor hằng số điện môi có dạng:
Trục tinh thể (http://mientayvn.com/Thuc%20nghiem%20vat%20li/Vat_lieu/7_he_tinh_the.swf)
Trục đối xứng bậc IV (http://mientayvn.com/Thuc%20nghiem%20vat%20li/Vat_lieu/truc_bac_bon.wmv)
III.1.Phương truyền sóng và phương truyền năng lượng
III.2.Công thức Fresnel cho sự truyền ánh sáng trong tinh thể
Quy đồng mẫu số ta được:
Cấu trúc của môi trường bất đẳng hướng cho phép theo một hướng cho trước có thể có hai sóng truyền với vận tốc pha khác nhau.
Mật độ năng lượng điện ứng với một sóng điện từ là:
Trong hệ tọa độ trục chính, chúng ta có:
D
y
III.3.Ellipsoid chiết suất:
E
z
E
E
y
x
D z z
y
D x x
(
U
)
x
DEDEDE y
x
y
z
z
D
2 x
Từ (1) suy ra: 1 2 1 2
2 2 D D y z y z
x
D
D
2 y
2 x
1 2
2 D z 0 rz
ry
rx
0
0
IV.1.Phân loại tinh thể theo tính chất quang học:
Tinh thể đơn trục có nx=ny#nz vx=vy#vz. Đặt vx=vy=v0, và
vz=ve vào phương trình:
IV.2.Sự truyền ánh sáng trong tinh thể đơn trục:
Giả sử phương truyền sóng tạo với trục z một góc thì:
Xác định trục quang học trong trường hợp này
VI.3.Sự truyền ánh sáng trong tinh thể lưỡng trục
Kính phân cực Phân cực elíp và phân cực tròn Quay mặt phẳng phân cực
V.Ứng dụng
Bản tuamalin
Lăng kính nicol
Các loại kính phân cực
Ánh sáng phân cực elíp và phân cực tròn Bản một phần tư bước sóng:
Kính mát
Màn hình tinh thể lỏng
.
dC.
Định luật Biốt
: năng suất quay cực riêng
C: nồng độ dung dịch
Chế tạo các dụng cụ đo nồng độ (đường kế, rượu kế)
Sự quay mặt phẳng phân cực.
[1] Max Born and Emil Wolf, Principles of
optics, 7th, Cambrige university press, 2003. [2] Jia-ming Liu, Photonics devices,Cambrige
university press,2005.
[3]Lương Duyên Bình, Vật lí đại cương tập III,
tái bản lần 9, NXB Giáo dục,2003.
[4]Trần Tuấn, Quang phi tuyến, NXB đại học
quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2002.
Tài liệu tham khảo
