单轴晶体

摘要： 基于理查德-沃尔夫矢量衍射理论和逆法拉第效应,提出一种在单轴晶体中产生高纯度纵向针形磁化场的方法.该方法通过电偶极子对数N及其阵列多参数调控,利用单轴晶体中的电偶极子反向辐射构建出优化的入瞳光场,再正向紧聚焦获得所需目标磁化场.模拟结果表明:当N=1时,单轴晶体中产生的磁化场比在同性介质中焦深长度增加近1.4倍,横向分辨率提高5%.当N=2和N=3时,单轴晶体中获得的纵向针形磁化场随着电偶极子对数增加,轴向焦深增加了10%,横向分辨率提高了18%.随着磁化场轮廓表面值从0.1变化到1,针形磁化场的纯度逐渐增大到1.尤其当N=2、轮廓表面值为0.1时,磁化场纯度高达95%.研究结果为在各向异性介质中生成更高纯度、针长更长的纵向磁化场提供了可行性方案,也为全光磁记录、原子捕获和光刻等实际应用中入瞳光场的优化选取提供了理论指导.

摘要： 就任意方向的平面电磁波从各向同性介质入射到任意取向的单轴晶体表面的情况,给出了晶体表面两侧反射波和透射波、反射率和透射率更加普遍且具体的解析表达式.利用MATLAB仿真研究了在不同参数条件下平面电磁波从空气入射到方解石表面时反射率和透射率规律,对比得到如下结论:当方解石绕光轴旋转会影响o光和e光的透射率大小,但不会影响反射率大小;当入射波电矢量方向改变时,反射率和透射率都要发生改变.分析得出在不同参数条件下反射波和透射波都满足能量守恒定律,在一定条件下方解石不仅可以实现光波选择,而且可实现偏振分离,偏振度可达到90％,能为晶体器件的设计提供借鉴.

摘要： 本文从麦克斯韦方程组出发,以单轴晶体为例,考虑介电常数为张量的情形,导出了双折射电矢量的非典型波动方程.针对该方程的耦合性质,通过限定其解须满足的两类约束条件,将待求的电矢量分解为Φ→和E→两部分,从而得到性质迥异的两个独立波动方程:其一为满足散度再梯度为零的E→方程,另一为满足拉普拉斯算子作用为零的Φ→方程.E→方程是标准波动方程,可直接求得其平面波解,其解的形式呈现出沿光轴方向的电振动引发具有特殊的波矢、波速及折射率,这是产生e光的原因;Φ→方程则是具有对称性的耦合波动方程,其解具有回旋性质,称"回旋波",回旋波具有取向局域性,其光轴方向振幅快速衰减无法形成长程波动,故导致波面扩散有取向性从而形成双折射.通过两部分解的合成分析,可得出关于单轴晶体中双折射现象的系列表述,包括o、e光来源、折射率及波速的分布等,更重要地是更加深入地展示了传统理论中未曾给出的波动细节.

摘要： 本文利用惠更斯原理推得了光线自各向同性介质入射到单轴晶体边界面上时所产生的e光光线的折射关系式,并给出了相关各角度的符号规则.该关系式适用于光轴位于入射面内的各种情形.运用此关系式,本文讨论了几种特殊情况,结果发现,与o光类似,若入射光线在入射面内绕入射点转动,那么e光也会发生相同方向的转动;在特定条件下,e光可以和入射光处于法线的同侧;当光线垂直界面入射时,e光光线存在最大折射角.

摘要： 本文基于逆法拉第效应,利用矢量衍射理论详细研究了紧聚焦的柱对称矢量涡旋光束在单轴晶体中诱导磁化场的分布.探讨了输入光场矢量特性、单轴晶体磁光常数间的比值、o光和e光折射率差以及各向同性介质-单轴晶体界面位置对磁化场分布的影响.数值模拟发现,单轴晶体磁光常数间的比值愈大、o光和e光折射率差越小以及各向同性介质-单轴晶体界面的位置趋近于透镜焦点,都会使磁化强度得到增强,半高全宽减小.与各向同性介质中的磁化场相比,单轴晶体中磁化场半高全宽更小,磁斑长度更长.这将有利于全光磁存储记录密度的提高以及磁化反转率的提升,并为全光磁记录、原子捕获、光刻等应用提供理论指导和新的调控手段.

摘要： 为了实现光场的偏振态调控,对拥有复杂偏振态分布的杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中垂直于光轴的传输特性展开研究.基于光束在各向异性单轴晶体中的傍轴矢量传输理论,推导出杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的具体表达式.通过数值模拟,得出了不同参数下杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的演变规律.结果表明,光束半径、传输距离以及单轴晶体的e光和o光折射率比值对杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中的强度分布、偏振态分布、自旋角动量分布以及涡旋相位分布有调节作用.光束半径越小,传输距离越大,单轴晶体的各向异性强度越大,则对杂化偏振矢量涡旋光场的传输特性影响越大.

摘要： 设计了一种包层为单轴晶体LiTaO3的新型光纤布拉格光栅传感器,将一个布拉格光栅分成两半,仅在其中的一半包层上施加电场,另一半保持不变,应用耦合模理论和电光效应原理研究了有外加电场时的传感性能.研究结果表明,由于包层材料的电光效应,布拉格反射峰将由初始的一个分裂成两个,分别对温度和电场敏感.其中无外加电场的一半光栅的温度灵敏度为14.31 pm/°C,与之对应的布拉格波长漂移只与温度有关;当电场强度从0 v/m增加到400×107 v/m时,有电场的一半光栅的温度灵敏度从14.31 pm/°C降低到14.13 pm/°C,与之对应的布拉格波长漂移不仅与温度有关,还受到电场强度的影响.因此,应用该传感器可分辨出温度和电场强度所引起的布拉格波长漂移,从而实现了温度和电场的同时测量,尤其在高电压领域具有潜在的应用价值.

摘要： 本文根据菲涅耳公式讨论了一束线偏振光垂直入射于波晶片时,在计反射而不计吸收的情况下,在单轴晶体内被分解的寻常光和非常光的振幅及强度问题.同时,推导了线偏振光透过波晶片后光波的振幅、强度和透过率的表达式,通过将其与目前流行的教材所给出的不计反射的表达式进行比较,揭示了不仅有数值大小上的差异,而且还有光的偏振方向和光的强度关系等差异.

摘要： 单轴晶体的双折射率是一个重要的光学参数,本文介绍了一种用迈克尔逊干涉仪测量单轴晶体双折射率的方法.

摘要： By analysing the spreading of extraordinary ray in uniaxial crystal when the optical axis is parallel to the incident plane,the extraordinary ray reflection and transmission properties in uniaxial crystal film were studied.Based on the refractive index surface of uniaxial crystal and the relationship between extraordinary ray and wave normal and according to the phase matching condition of incident light,reflected light and refracted light,the boundary conditions at the surfaces of uniaxial crystal were obtained when optical axial is parallel with the incident plane. Then,the reflectance and transmittance of crystal thin film were calculated based on the phase relationship and the boundary conditions at the surfaces of two crystal thin films.The transmittance and the relationship between the change of refractive index with optical axis angle of quartz (positive crystal)thin film and lithium niobate(negative crystal)thin film were calculated by using the method proposed.The results show that the method is correct and suitable for both positive crystal and negative crystal.The formulation given in the paper is general and representative.%通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析，研究了光轴平行于入射面时，非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性。根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件，利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系，得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件。然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系，联系两表面处的边界条件，计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率。应用得出的计算方法，计算了石英（正晶体）薄膜和铌酸锂（负晶体）薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系。结果表明，计算方法正确，不仅适合正晶体对负晶体也适用，求解方法简单实用，所给的表达式具有一般性，可以直接使用。

摘要： 通过调整单轴晶体的光轴与入射面的法线的夹角θ0,并通过理论和实验证明了负折射可以发生在传统的单轴晶体的表面.负折射这个概念可以扩展为所有单轴晶体的一个内禀属性.推导发现当tan2θ0=noe时,产生负折射的入射角的范围最大,它的大小是由|ne-no|决定的.对正单轴晶体YVO4与负单轴晶体CaCO3进行实验所得到的结果与理论计算的结果符合的很好.应该指出的是这里的负折射有别于左手材料(metamaterial)与光子晶体中的负折射,因为晶体中光的波矢量k与电场E以及磁场H不成左手关系.

摘要： 本文运用k 空间的等频率线分析、研究了单轴晶体界面上e 光独特的折射行为，指出在光轴与界面具有一定夹角的情况下，当入射角小于某临界角将会发生负折射的现象。通过对晶体色散关系的分析，给出了发生负折射的角度范围与光轴倾角之间的依赖关系。

摘要： 本文以偏硼酸钡晶体为例,分析了三个光波的二阶非线性相互作用,并推导单轴晶体的有效非线性系数的表达式.

摘要： 本文提出了单轴各向异性材料为包层,且其主轴沿光栅轴线方向的均匀Bragg光纤光栅模型,引入了主轴折射率比参数k.应用耦合模理论,研究了参数k对Bragg光纤光栅反射谱特性的影响.研究结果发现k的变化使布喇格波长偏移,偏移的大小与参数k的取值有关.本文的研究结果在k=1的特殊情况下与相关文献报道的结果是一致的.

摘要： 本文研究了以单轴晶体为内包层,且晶体光轴沿光纤轴线(Z轴)方向的双包层光纤的传输特性.给出了三个区域中电磁场满足的波动方程及其解,得出了矢量模的精确特征方程.重点研究了晶体主轴折射率比K、几何参数S、光学参数R对HE模色散和截止特性的影响.研究结果表明,晶体主轴折射率比K对HE模的传输和截止特性有显著影响.本文的研究结果对利用该类双包层光纤设计新型无源光器件具有重要的参考价值.

摘要： 晶体的锥光干涉是测量晶体各种特性参数的常用方法，但由于缺少对锥光干涉图的精确计算方法使测量范围和精度受到了限制。本文根据电磁场的边值关系，导出了不同于菲涅耳公式的晶体界面光振幅的关系，提出了晶体锥光干涉中两相干光的位相差和振幅的计算方法。计算结果用数字图像表示，能够直观地显示出晶体锥光干涉图的特征。晶体锥光干涉图的精确计算使大光轴倾角的晶体特性测量变得更容易，同时也为晶体产品的快速无损检测提供了可能。

摘要： 晶体的锥光干涉是测量晶体各种特性参数的常用方法，但由于缺少对锥光干涉图的精确计算方法使测量范围和精度受到了限制。本文根据电磁场的边值关系，导出了不同于菲涅耳公式的晶体界面光振幅的关系，提出了晶体锥光干涉中两相干光的位相差和振幅的计算方法。计算结果用数字图像表示，能够直观地显示出晶体锥光干涉图的特征。晶体锥光干涉图的精确计算使大光轴倾角的晶体特性测量变得更容易，同时也为晶体产品的快速无损检测提供了可能。

摘要： 晶体的锥光干涉是测量晶体各种特性参数的常用方法，但由于缺少对锥光干涉图的精确计算方法使测量范围和精度受到了限制。本文根据电磁场的边值关系，导出了不同于菲涅耳公式的晶体界面光振幅的关系，提出了晶体锥光干涉中两相干光的位相差和振幅的计算方法。计算结果用数字图像表示，能够直观地显示出晶体锥光干涉图的特征。晶体锥光干涉图的精确计算使大光轴倾角的晶体特性测量变得更容易，同时也为晶体产品的快速无损检测提供了可能。

摘要： 晶体的锥光干涉是测量晶体各种特性参数的常用方法，但由于缺少对锥光干涉图的精确计算方法使测量范围和精度受到了限制。本文根据电磁场的边值关系，导出了不同于菲涅耳公式的晶体界面光振幅的关系，提出了晶体锥光干涉中两相干光的位相差和振幅的计算方法。计算结果用数字图像表示，能够直观地显示出晶体锥光干涉图的特征。晶体锥光干涉图的精确计算使大光轴倾角的晶体特性测量变得更容易，同时也为晶体产品的快速无损检测提供了可能。

摘要： 本发明提供了一种光学拾取器，它包括一个组合棱镜，在该组合棱镜中一个非轴晶体制成的棱镜与单轴晶体制成的棱镜相互粘合并与一光栅粘合，借助于单轴晶体棱镜分裂出非常光和寻常光，再借助于光栅分别把非常光和寻常光都衍射成0级光线、+1级光线和-1级光线，然后对上述衍射光进行光检测。可使光学系统的棱镜数量减少、光程缩短，利于设备的小型化。

摘要： 一种基于圆锥形单轴晶体输出径向偏振光束的激光器，其构成包括：单轴晶体圆锥反射镜、激光增益介质、平面输出耦合镜和泵浦源，所述的激光增益介质位于所述的单轴晶体圆锥反射镜的底面和平面输出耦合镜之间，所述的单轴晶体圆锥反射镜的顶角

摘要： 一种大口径单轴晶体吸收系数测量装置及其方法，准直镜、起偏器和半透半反镜A依次设置在激光器的出射光路上；半透半反镜A将入射光形成反射光A和透射光A；会聚镜A设置在反射光A的光路上并将其会聚至监视积分球功率计中；半透半反镜B设置在透射光A的光路上并将其形成反射光B和透射光B；会聚镜B设置在反射光B的光路上并将其会聚至监视CCD中；会聚镜C设置在透射光B的光路上并将其会聚至测量积分球功率计中；待测大口径单轴晶体置于半透半反镜A和半透半反镜B之间；计算机分别与待测大口径单轴晶体、监视积分球功率计、监视CCD和测量积分球功率计相连。本发明可对大口径单轴晶体P光和S光的吸收系数进行测量，并保证测量精度。

摘要： 一种大口径单轴晶体折射率均匀性测量装置及其方法，准直镜、起偏器和半透半反镜依次设置在激光器的出射光所在光路上；半透半反镜将入射至半透半反镜的光进行反射和透射并分别形成反射光和透射光；会聚镜设置在反射光所在光路上并将反射光会聚至积分球功率计中；缩束系统物镜、缩束系统目镜和夏克‑哈特曼波前传感器依次设置在透射光所在光路上；待测大口径单轴晶体置于起偏器和半透半反镜之间；计算机分别与积分球功率计、夏克‑哈特曼波前传感器和待测大口径单轴晶体相连。本发明可实现大口径单轴晶体折射率均匀性测量，不受波长限制，和外界环境气流和振动的影响，并很好的保证测量精度。

摘要： 本发明提供了一种光学拾取器，它包括一个组合棱镜，在该组合棱镜中一个非轴晶体制成的棱镜与单轴晶体制成的棱镜相互粘合并与一光栅粘合，借助于单轴晶体棱镜分裂出非常光和寻常光，再借助于光栅分别把非常光和寻常光都衍射成0级光线，+1级光线和-1级光线，然后对上述衍射光进行光检测。可使光学系统的光学元件数量减少、光程缩短，利于设备的小型化。

摘要： 本发明公开了一种基于单轴晶体的相衬显微模块、设备及方法，模块包括：第一偏振片、第二偏振片以及设置在二者之间的单轴晶体；第一偏振片和第二偏振片的偏振态正交或平行；第一偏振片用于，将携带待测物体信息的入射光转变为线偏振光；单轴晶体用于，基于光子自旋霍尔效应和/或角度色散效应，使线偏振光产生的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光发生方向相反的位移；第二偏振片用于，对左旋圆偏振光场和右旋圆偏振光场作和法或差法运算，使得当左右旋圆偏振光位移远小于光斑尺寸时，其透射光场为原入射光场的一阶微分。本方法可用于物体强度信息的边缘增强和物体相位信息的可视化。相比于传统的相衬显微技术，本发明更加直观、方便、省时。

摘要： 一种KDP单轴晶体包层特种光纤，包括纤芯1、KDP包层2，其特征是所述特种光纤的包层2为KDP单轴晶体材料；纤芯1可为无源纤芯或有源纤芯，纤芯材料可为各种掺杂石英晶体材料。纤芯1的折射率为n

摘要： 本发明公开了一种利用单轴晶体实现光场偏振态旋转的装置，包括沿着光束传播方向由左至右依次设置的长焦距透镜、单轴晶体、λ/4波片、偏振片和光束分析仪；杂化偏振矢量光场经过长焦距透镜聚焦获得小尺寸的聚焦光场，单轴晶体设置在长焦距透镜的焦点区域，并且单轴晶体的晶体光轴垂直于光束传播方向，近似平行光束从单轴晶体的入射面入射，并沿着垂直于晶体光轴的方向传输，最后从单轴晶体的出射面出射，实现杂化偏振矢量光场的偏振态旋转。本发明相比于其他常用的调制光场偏振态的方法，具有光路简单，方便可靠，易于调节等优点，在材料表征、偏振灵敏传感以及全光开关等领域具有潜在的应用前景。

摘要： 一种大口径单轴晶体折射率均匀性测量装置，准直镜、起偏器和半透半反镜依次设置在激光器的出射光所在光路上；半透半反镜将入射至半透半反镜的光进行反射和透射并分别形成反射光和透射光；会聚镜设置在反射光所在光路上并将反射光会聚至积分球功率计中；缩束系统物镜、缩束系统目镜和夏克-哈特曼波前传感器依次设置在透射光所在光路上；待测大口径单轴晶体置于起偏器和半透半反镜之间；计算机分别与积分球功率计、夏克-哈特曼波前传感器和待测大口径单轴晶体相连。本实用新型可实现大口径单轴晶体折射率均匀性测量，不受波长限制，和外界环境气流和振动的影响，并很好的保证测量精度。

摘要： 一种大口径单轴晶体吸收系数测量装置，准直镜、起偏器和半透半反镜A依次设置在激光器的出射光路上；半透半反镜A将入射光形成反射光A和透射光A；会聚镜A设置在反射光A的光路上并将其会聚至监视积分球功率计中；半透半反镜B设置在透射光A的光路上并将其形成反射光B和透射光B；会聚镜B设置在反射光B的光路上并将其会聚至监视CCD中；会聚镜C设置在透射光B的光路上并将其会聚至测量积分球功率计中；待测大口径单轴晶体置于半透半反镜A和半透半反镜B之间；计算机分别与待测大口径单轴晶体、监视积分球功率计、监视CCD和测量积分球功率计相连。本实用新型可对大口径单轴晶体P光和S光的吸收系数进行测量，并保证测量精度。