Кристаллооптические явления и их моделирование в диапазоне сверхвысоких частот. Молотков Н.Я - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ВОЛН В КРИСТАЛЛАХ
Естественный свет представляет собой набор элементарных линейно поляризованных волн со все-
возможными ориентациями колебаний их векторов
i
E в плоскости, перпендикулярной к направлению
распространения луча. Эти элементарные волны соответствуют излучению различных независимых
атомов источника света, т.е. заведомо некогерентны друг с другом. Рассмотрим падение естественного
света на пластину одноосного двоякопреломляющего кристалла, оптическая ось которого параллельна
плоскости пластинки. При падении неполяризованного света на анизотропный кристалл в нем распро-
страняются две волны: обыкновенная и необыкновенная с ортогональными линиями поляризации. Каж-
дая из элементарных волн, падающих на кристалл, участвует в возбуждении этих двух волн. Однако ее
вклад в обыкновенную и необыкновенную волны неодинаков и зависит от угла
i
α между вектором
i
E
элементарной волны главной осью кристалла. Так, например, элементарная волна, вектор
i
E которой
перпендикулярен главной оси кристалла, будет возбуждать обыкновенную волну; элементарная волна,
вектор
i
E которой параллелен к главной оси кристалла, будет возбуждать необыкновенную волну.
Иными словами, обыкновенная и необыкновенная волны в одноосном кристалле порождаются различ-
ными элементарными волнами, входящими в состав неполяризационного света, падающего на кристалл.
Следовательно, обыкновенная и необыкновенная волны, распространяющиеся в одноосном кристалле
при падении на него естественного света, некогерентны.
Рассмотрим теперь падение на одноосный двоякопреломляющий кристалл линейно поляризованной
волны, полученной, например, из естественного света с помощью дихроизного поляризатора. Пусть
главная линия поляризатора составляет с главной оптической осью кристалла произвольный угол α. В
этом случае углы
i
α для всех элементарных волн, входящих в состав падающего на кристалл света,
одинаковы и равны углу α. Следовательно, для всех падающих на кристалл элементарных волн
i
E
соотношения между их вкладами в обыкновенную и необыкновенную волны, возбуждаемые в кристалле,
также будут одинаковыми. Иными словами, обыкновенная и необыкновенная волны порождаются одними
и теми же элементарными волнами, входящими в состав света, падающего на кристалл.
Таким образом, обыкновенная и необыкновенная волны, возникающие в одноосном кристалле при
падении на него линейно поляризованного света, когерентны. Однако, так как линии поляризации
обыкновенной и необыкновенной волн взаимно перпендикулярны, то несмотря на их когерентность,
они не могут интерферировать. Тем не менее, взаимодействие двух когерентных волн с ортогональны-
ми линиями поляризации приводит к их сложению, которое следует отличать от явления интерферен-
ции.
Рассмотрим теорию сложения двух когерентных волн с взаимно пер-
пендикулярными линиями поляризации. Пусть имеется пластинка анизо-
тропного одноосного кристалла, вырезанная параллельно его главной оп-
тической оси Z. Допустим, что перед пластинкой установлен обычный ис-
точник света и поляризатор так, что электрический вектор
Е
волны, па-
дающей на пластинку, составляет произвольный угол α с ее главной опти-
ческой осью Z. Плоскость пластинки совпадает с плоскостью чертежа (рис.
42).
Линия ОП соответствует главной линии поляризатора. Линейно поля-
ризованная волна
Е в анизотропной пластинке распадается на две коге-
рентные волны (обыкновенную
о
Е
и необыкновенную
е
Е
) с взаимно пер-
пендикулярными линиями поляризации (
о
Е
⊥
е
Е
). Амплитуды этих коге-
рентных волн можно найти из пространственной диаграммы (рис. 42)
Ε
о
= Εsinα; Ε
е
= Εcosα. (9.1)
Уравнения колебаний когерентных волн на входе анизотропной пластинки можно записать в виде:
E
о
= Е
о
sinωt = Esinα sinωt; (9.2)
Рис. 42
о
Е

Страницы