1、5.2理想單色平面光波在晶體中的傳播(thetransmissionofidealnochromeplanarlightwaveincrystals )， 5.2.1光在結(jié)晶中傳播的解析法描述(analyticdescriptionoftransmissionoflightincrystals )、5.2.2光在結(jié)晶中傳播的幾何法描述(geometricdescriptionoftransmission ) 根據(jù)5.2.1光在晶體中傳播的解析法描述、光的電磁理論，1 .在麥克斯韋方程組、均勻性、非導(dǎo)電性、非磁性的各向異性介質(zhì)(晶體)中，如果不存在自由電荷，則麥克斯韋方程組僅研究了、單色平面光波

2、在晶體中的傳播特性。 (1)單色平面光波在晶體中的傳播特性、(1)晶體中的光電磁波的結(jié)構(gòu)、式中在晶體中傳播的單色平面光波為、在對(duì)這樣的光波進(jìn)行式運(yùn)算時(shí)，可以用-i置換，經(jīng)過運(yùn)算，(17 )式(20 )式表示(1)晶體中的光電磁波的結(jié)構(gòu)從這些個(gè)的關(guān)系式可知，(1)結(jié)晶中的光電磁波的構(gòu)造，d與h和k垂直，(1)結(jié)晶中的光電磁波的構(gòu)造，從能量流密度的定義可知，h與e和s (能量流方向的單位矢量)垂直，因此e、d、s、k在同一平面上。 (1)晶體中光電磁波的結(jié)構(gòu)，在晶體中，得到光的能量傳播方向通常與光波法線方向不同的重要結(jié)論。 根據(jù)、(2)能量密度、電磁能量密度的式及(23 )式、(24 )式，(2)

3、能量密度、總電磁能量密度，相對(duì)于各向同性介質(zhì)，光線速度vr是單色光波能量的傳播速率，其方向是能量流密度(玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)矢量)的方向s 等于垂直于能量流方向的單位面積除以每單位時(shí)間流動(dòng)的能量除以能量密度的大小，(3)相速度和光線速度，通常，(27 )式(、(3)相速度和光線速度，晶體中的光的相速度和光線速度分離，其大小和方向不同。 對(duì)于各向同性介質(zhì)，單色平面光波的相位速度是光速。2 )光波在結(jié)晶中傳播的保持性的記述，(1)從晶體光學(xué)的基本方程、麥克斯韋方程組中消去(23 )式和(24 )式的h，則可以得到、(1)晶體光學(xué)的基本方程，(1)晶體光學(xué)的基本方程，(32 )式可以寫，(1)晶體光學(xué)的基本方

4、程式，(32 )式，(33 )式也可以寫成別的形式因此，在晶體光學(xué)中的基本方程、或(33 )、(36 )、(37 )式給出了在某k(s )方向上傳播的光波電場E(D )和結(jié)晶特性n(nr )，其中，k(s )方向是指光波電場E(D )和結(jié)晶特性n(nr )的平均值。由于菲涅耳方程式選擇了主軸座標(biāo)系來研究晶體的光學(xué)特性，所以物質(zhì)方程式為、(2)菲涅耳方程式。 代入(39 )式，得到的波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)由于Dk0，所以、結(jié)晶中傳播，波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)、(40 )式由pc/n 也可以定義描述晶體光學(xué)特性的三個(gè)主速度：由此，可以將(40 )式變換為上式所述的在晶體中傳播

5、的光波法線方向k、對(duì)應(yīng)的相速度p與晶體的主速度1、2、3的關(guān)系。 在波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)中，通常將(40 )式和(41 )式稱為波法線菲涅耳方程式。 從波法線菲涅耳方程可以看出，對(duì)于特定晶體，光的折光率(或相位速度)隨光波方向k而變化。 沿不同方向傳播的光波具有不同折光率(或相速度)的特性，即結(jié)晶的光學(xué)各向異性現(xiàn)象的波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)。 由于這些個(gè)為n2或p2的二次方程，且通常具有兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)數(shù)n、n或p、p，因此對(duì)應(yīng)于每一波的法線方向k，可能存在具有不同折光率或不同相位速度的兩個(gè)光波。 對(duì)應(yīng)的是，在從波法線菲涅耳方程(波法線方程)、(40 )式、(41 )式得到

6、與各波法線方向k對(duì)應(yīng)的折光率或相速度之后，為了確定與波法線方向k對(duì)應(yīng)的光波d和e的振動(dòng)方向，將由(40 )式求解的兩個(gè)折光率值n和n分別代入(42 )式根據(jù)波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)、物質(zhì)方程式的成分關(guān)系，求出對(duì)應(yīng)的兩組比和，由此能夠確定分別與n和n對(duì)應(yīng)的d和d的方向。 波法菲涅耳方程(波法線方程)、和e、e及對(duì)應(yīng)于d、d的比率都是實(shí)數(shù)，因此e及d都是線性偏振光。 波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)，橢圓以Ex、Ey兩成分的相位差直線簡并性，稱為直線偏振光。 此時(shí)，、進(jìn)而可證明對(duì)應(yīng)于各波的法線方向k的兩個(gè)獨(dú)立折光率n與n的電移位矢量d與d彼此垂直。 證明過程如下：波法線菲涅耳方程式(波

7、法線方程式)，、波法線菲涅耳方程式(波法線方程式)、只能允許在對(duì)應(yīng)于結(jié)晶中的規(guī)定的波法線方向k的兩個(gè)特定的振動(dòng)方向的線偏振光的傳播，它們的d向量具有彼此垂直的不同的折光率或相位速度。 因此，由于波法線菲涅耳方程(波法線方程)、e、d、s、k四個(gè)矢量共面和Es，這些個(gè)的兩個(gè)直線偏振光具有不同的光線方向(s和s )和光線速度(s )，波法線菲涅耳方程(波法線方程)、光線菲涅耳方程(光線方程)、上述的波法線光線菲涅耳方程式(光線方程式)也同樣可以得到確定與光線方向s對(duì)應(yīng)的兩個(gè)專利線偏振光的光線速度和偏振狀態(tài)的方程式光線菲涅耳方程式。(43 )式和(44 )式表示在結(jié)晶中傳播的光線方向s、對(duì)應(yīng)的光線折射nr、光線速度r和結(jié)晶的光學(xué)殘奧計(jì)、主速度1、光線菲涅耳方程式(光線方程式)表示在某結(jié)晶中與各光線方向s對(duì)應(yīng)