新型深紫外非线性光学晶体KBe2BO3F2族的研究进展
高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编及答案
高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编及答案 一、选择题 1．下列说法正确的是（） A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 B．光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理 C．光的偏振现象说明光是纵波 D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的 2．如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于 A．sin50 sin55 ? ? B．sin55 sin50 ? ? C．sin40 sin35 ? ? D．sin35 sin40 ? ? 3．题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折 射率n=5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A．不能从圆孤射出B．只能从圆孤射出C．能从圆孤射出D．能从圆孤射出
4．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知() A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出的光电子最大初动能最大 5．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（） A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 6．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路如图所示，则以下看法正确的是 A．a光在水中传播速度比b光小 B．b光的光子能量较大 C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大 D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距7．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A．波长一定变长 B．频率一定变小 C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象 8．如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（）
晶体光学及光性矿物学复习题
填空： 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、和等四种。 （参考答案：矿物的形态、解理、颜色、突起） 2、突起正否确定的依据是。（参考答案：提升镜筒或下降镜筒时，贝克线的移动方向） 3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有和。（参考答案：消光和干涉现象） 4、斜长石按An值可分为、和等三类。其中，具有卡钠联晶和聚片双晶的斜长石为。 （参考答案：基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石。基性斜长石） 5、一轴晶垂直光轴的切面，是切面，其半径为，在正交镜下具的特点。 （参考答案：圆、No、全消光） 6、要准确测定普通辉石的消光角（Ng∧Z），必须选择的切面，这种切面在正交镜下的特征是具有。 （参考答案：平行光轴面、最高干涉色） 7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致，其最大双折率为0.009，薄片厚度为0.03mm，在平行（010）的切 面上具有垂直Bxa切面的干涉图，此矿物应为光性，光轴面上的干涉色为。 （参考答案：正光性、I级灰白色） 8、在正交偏光镜下，矿片处于45°位加入石膏试板干涉色应当增加或减少；如果加入云母试板时，干涉 色应增加或减少。（参考答案：一个级序、一个色序） 9、岩石薄片由，和组成，连接它们的是，薄片的标准厚度 为，判别厚度的方法是。 （参考答案：载玻璃、矿片、盖玻璃、加拿大树胶、0.03 mm、石英的干涉色） 10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有，和。 （参考答案：确定轴性和切面方向、测定光性符号、估计光轴角大小） 11、矿物在薄片中的突起高低取决于，愈大，突起，愈小，突起。 （参考答案：矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小、差值、愈高、差值、愈低） 12、二轴晶光率体有，，，和等主要切面。 （参考答案：垂直一根光轴、平行光轴面、垂直Bxa、垂直Bxo，斜交切面） 13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为消光，而其他方向的切面则会出现消光。（参考答案：全消光、 四次消光） 14、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上出其光率体椭园切面半径的名称。 未加试板前干涉色为一级灰白。（参考答案：一轴晶、斜交光轴、负光性） 轴晶 方向的切面 光性 15、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上填出其光率体椭园切面的 半径名称。未加试板前干涉色为二级绿。（参考答案：二轴晶、垂直一根光轴、正光性）
岩石学及晶体光学复习题答案
岩石学及晶体光学复习题答案 一、填空题（ 1、电磁波按照波长顺序排列依次为γ射线、Χ射线、（紫外线）、（可见光）、（红外线）、短无线电波、广播波段。 2、岩浆岩按照结晶程度可以分为三种结构（全晶质结构）、（半晶质结构）、（玻璃质结构）。 3、根据光波振动的特点，可以把光分为（自然光）和（偏光）。 4、橄榄岩的主要矿物成分是（橄榄石）和（辉石）。 5、母岩风化后形成的产物（碎屑物质）、（残余物质）、（溶解物质）。 6、风化作用的类型包括（物理风化作用）、（化学风化作用）、（生物风化作用）。 7、变质作用的因素有（温度）、（压力）、（具有化学活动性的流体）、（时间）。 8、根据地壳中元素丰度，地壳中主要由12种元素组成（氧）、（硅）、（铝）、（铁）、钙、钛、锰、镁、钠、钾、硼、氢。 8、岩石的结构按照矿物的绝对大小可以分为（显晶质结构）、（隐晶质结构）。 10、火山喷发的物质包括（挥发分）、（火山碎屑）、（熔岩流）。 11、岩浆岩按照SiO2的含量可以分为（超基性岩）、（基性岩）、（中性岩）、（酸性岩）四大类。 12、沉积岩的沉积物包括（母岩风化产物）、（生物物质）、（火山物质和宇宙物质）。 13、变质岩的结构按成因分为（变余结构）、（变晶结构）、（交代结构）、（碎裂结构）。 二、选择题 1、下面属于侵入岩的构造有（A） A．块状构造 B.杏仁构造 C.枕状构造 D.流纹构造 2、花岗岩的主要矿物成分是（B） A. 辉石和黑云母 B. 石英和长石 C.角闪石和橄榄石 D.角闪石和黑云母 3、陆地上最重要的搬运介质是（D） A.冰川 B.风 C.海湖波浪 D.流水 4、下列哪种矿物既存在与岩浆岩中又存在于沉积岩中（A） A.石英 B.橄榄石 C.辉石 D.普通角闪石 5、下列哪种矿物属于沉积岩中的同生矿物（D） A.石英 B.橄榄石 C.石榴子石D海绿石 6、地壳中分布最广的沉积岩是（C） A.碳酸盐岩类 B.陆源碎屑岩类 C.粘土岩类 D.硅质岩类 7、下列哪种矿物是变质岩中特有的矿物（B）
物理光学作业参考答案 第十五章
物理光学作业参考答案 [15-1] 一束自然光以 30角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率54.1=n ，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。 解： （1）入射自然光可以分解为振动方向互相垂直的s 波和p 波，它们强度相等，设以0I 表示。已知： 301=θ，所以折射角为： 35.50)30sin 54.1(sin )sin (sin 1 112=?==--θθn 根据菲涅耳公式，s 波的反射比为： 12.0)35.5030sin()35.5030sin()sin()sin(2 2 2121=?? ? ???+-=? ???? ?+-= θθθθρs 4 因此，反射波中s 波的强度： 00) (124.0I I I s R s ==ρ 而p 波的反射比为： 004.0881.5371.0)()(2 2 2121=?? ? ???= ? ???? ?+-=θθθθρ tg tg p 因此，反射波中p 波的强度： 00) (004.0I I I p R p ==ρ 于是反射光的偏振度： %94%8.93004.0124.0004.0124.00 000≈=+-= I I I I P （2）玻璃-空气界面的布儒斯特角： 3354 .1111 1 1 21 ====---tg n tg n n tg B θ （3）对于以布儒斯特角入射时的透射光，s 波的透射系数为： 4067.133 cos 57sin 2cos sin 2) sin(cos sin 2122112===+= θθθθθθs t 式中， 331==B θθ，而 57902=-=B θθ 所以，s 波的透射强度为：
晶体光学试题
晶体光学试题 判断题 1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。 2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。 3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。 4、两非均质体矿片在正交镜间的45°位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。 5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。 6、二轴晶光率体，当Np＞Nm＞Ng时，为负光性。 7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。 8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。 9、某矿物的最高干涉色为Ⅱ级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现Ⅰ级紫红。 10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。 11、两非均质矿片在正交镜间的45°位置重叠，当异名半径平行时，总光程差等于两矿片光程差之差。 12、在单偏光镜下，黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。 13、同一岩石薄片中，同一种矿物的干涉色相同，不同种矿物的干涉色不同。 14、某矿物的干涉色为二级绿，在45°位加云母试板，如同名半径平行，干涉色升高为二级蓝，如异名半径平行，干涉色降低为二级黄。 15、角闪石的多色性只有在垂直Bxa的切面上观察才最明显。 16、当非均质体矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光的振动方向平行时，矿片就会变黑而消色。 17、在岩石薄片中透明矿物所呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波折射和散射的结果。 18、矿片干涉色的高低取决于矿物性质和矿片厚度，在标准厚度下则受切面双折射率的影响。 19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有：确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大小。 20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。 21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中，从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是Ne的方向。 22、根据Ng、Nm和Np的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负，当Ng―Nm
晶体光学课后题
第一章 1、为什么一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No？二轴晶光率体任意切面上是否都有Nm？在哪些切面上才有Nm？（P15） 答：一轴晶光率体是以Ne轴为旋转轴的旋转椭球体，所有斜交光轴的切面都与圆切面相交，因此，所有斜交光轴的椭圆切面的长、短半径中必有一个是主轴No。 否。（1）垂直光轴OA切面（2）垂直锐角等分线Bxa切面（3）垂直钝角等分线Bxo切面（4）垂直光轴面NgNp的斜交切面 2、怎样定义一轴晶光率体的光性符号？(P14)怎样定义二轴晶光率体的光性符号？(P20) 答：一轴晶光率体只要比较出Ne′、No的相对大小即可确定出矿物的光性符号。因为一轴正晶Ne＞Ne′＞No，一轴负晶Ne＜Ne′＜No，即只要确定出No＜Ne′，则矿物光性符号为正，No＞Ne′则矿物光性符号为负。二轴晶光率体必须确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴：若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若Bxa=Np（Bxo=Ng），则光性符号为负。 3、什么叫光轴角（2V），写出光轴角公式。(P19) 答：两光轴相交的锐角称为光轴角。光轴角公式： tan2α=Ng2（Nm+Np）（Nm-Np）/Np2（Ng+Nm）（Ng-Nm）此式分子中的Ng2大于分母中的Np2，但分子中的（Nm+Np）小于分母中的（Ng+Nm），可以近似认为Ng2（Nm+Np）∕Np2（Ng+Nm）=1，这样可简化为：tan2α=（Nm-Np）/（Ng-Nm）。 4、画出一轴晶正光性光率体和一轴晶负光性光率体垂直OA、平行OA、斜交OA切面的形态，指出各切面的双折射率。（详见P15） 5、画出二轴晶光率体垂直OA、垂直Bxa、垂直Bxo、平行OAP切面的形态，指出各切面的双折射率，并在二轴负晶平行OAP切面上标出全部光率体要素。（见P22） 6、一轴晶正光性光率体放倒了是否能成为负光性光率体？反之，一轴负光性光率体竖直了是否能成为正光性光率体？为什么？ 不能。一轴晶光率体的光轴与结晶轴c轴方向一致，正、负光率体的倒放的同时改变了其光轴方向，所以错误。 7、当Ne趋近于No时，光率体有什么变化？ 答：最大双折率越来越小，趋近于均质体的光率体，即趋近于圆球体。 8、当Nm趋近于Np或Nm趋近于Ng时，光率体有什么变化？当Nm=Np或Nm=Ng时，分别是几轴晶、什么光性符号？ 答：当Nm趋近于Np或Nm趋近于Ng时，光率体趋近于二轴椭球体。当Nm=Np时是一轴晶，正光性。当Nm=Ng时是一轴晶，负光性。 9、指出中级晶族、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系矿物的光性方位。(P24) 答：中级晶族（一轴晶）矿物的光率体形态是旋转椭球体，其旋转轴是晶体的对称轴； 斜方晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与三个结晶轴（a、b、c）分别一致；单斜晶系矿物的光性方位是光率体三个主轴中有一个主轴与b轴一致（或平行），其余两主轴在ac平面内分别与a、c轴斜交； 三斜晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴与结晶轴均斜交，斜交的方向和角度则因矿物种属不同而异。 11、什么是折射率色散、双折射率色散、光率体色散？(P26) 答：透明矿物的折射率随入射光波的不同而发生改变的现象称为折射率色散; 非均质体矿物斜交OA切面的双折射率一般随入射光波波长的改变而改变的现象称为双折射率色散；由于非均质体的折射率色散强度随方向不同而不同，则随着入射光波长的改变，其光率体的大小、形态发生改变的现象称为光率体色散。 12、二轴晶正光性光率体，当2V增大到90°时，光性符号有什么变化？(P20)
非线性光学晶体的研究现状
非线性光学晶体的研究现状 摘要 本文论述了近几年的非线性光学晶体的研究现状，重点介绍了非线性光学晶体中的两大类：无机非线性晶体和有机非线性晶体的研究现状。 关键字：非线性光学晶体；无机；有机；现状； 1.引言 1961年, Franken首次发现了水晶激光倍频现象。这一现象的发现,不仅标志着非线性光学的诞生, 而且强有力地促进了非线性光学晶体材料的迅速发展。 随着非线性光学的深入研究和新型材料的不断发展, 使得非线性光学晶体材料在信息通讯、激光二极管、图像处理、光信号处理及光计算等众多领域都具有极为重要的作用和巨大的潜在应用,这些研究与应用对非线性光学晶体又提出了更多更高的物理化学性能要求, 同时许多应用也还在层出不穷地发展中,正是由于非线性光学晶体有着如此广阔的应用前景以及这些应用可能带来的光电子技术领域的重大突破,所以寻找与合成性能优异的新型非线性光学晶体一直是一个非常重要的课题,成为该领域人们关注的热点之一。 2.无机非线性光学晶体 无机非线性光学晶体是人们研究得较早的非线性光学材料, 大致可分为:(1)无机盐类晶体,包括硼酸盐、磷酸盐、碘酸盐、铌酸盐、钛酸盐等盐类晶体;(2)半导体型非线性光学晶体, 如Te、Se、GaAs、ZnSe、CdGeAs2 和CdGe(As1-xP)2等。随着激光科学与技术的不断发展,在频率转换方面,无机非线性光学晶体材料起着越来越重要的作用,下面我简单介绍几种。 (1)Cr : KTP晶体 晶体磷酸钦氧钾(KITOPO4,KTP )是一种具有优良性能的非线性光学晶体,具有非线性光学系数大, 透光波段宽,化学性能稳定,耐高温等特性.现已广泛地被用于激光频率转换领域.近些年来,随着光电子技术的发展,人们对掺杂KTP型晶体进行了多方面的研究,已形成了一系列KTP晶体家族.掺入有价值的稀土离子并使其符合发光要求,可获得激光自倍频晶体.1990年,LinJT首次简单地报道了Cr: KTP晶体实现激光自倍频运转情况. Cr : K T P 晶体的荧光发射波段为8 00-8 50n m, 可望在自倍频后转换成波长为400-425nm的蓝色激光输出.但Cr: K T P晶体对蓝光有较强的吸收, 可采用晶体的定向生长方法来加以弥补.波长800-850nm 的基频光, 远小于KTP晶体的n类位相匹配的截止波长(1000nm左右), 因此, 当Cr :KTP晶体自倍频时, 只能使用I类位相匹配,而I类相匹配的有效非线性光学数相当小.但随着对KTP晶体应用研究的深入,特别是它在光波导领域中的应用,人们已成功地研制出多种新的位相匹配技术,如准位相匹配技术,实现了高效率I类倍频转换,输出波长范围为380-480nm,效率已超过50 % /w·cm2, 这些新的应用技术的发明,为进一步研究Cr:KTP晶体的激光自倍频效应展示出广阔的应用前景。 （2）AgGaS2 和AgGaSe2 晶体 AgGaS2 属于黄铜矿结构的晶体,点群42m。其透过范围从0.53 ～12μm。尽管它是以上提到的所有红外晶体中非线性光学参数最小的,但由于它达到550 nm的超短波透明性, 可用在Nd:YAG激光器泵浦的OPO中以及使用二氧化碳、Ti:蓝宝石、Nd:YAG与IR 染料,波长范围3-12μm的激光器的各种不同混频试验中。它还应用于直接对抗红外系统和CO2激光器的SHG。 AgGaSe2 也属于黄铜矿结构。具有0.73 ～18μm的透过波段范围。它的有效传输范围是0.9 ～16 μm,当使用各种现行常用的激光器泵浦时,其相位匹配范围大的特点使其应用到OPO中具有很大潜力;当使用波长2.05μm的Ho:YLF激光器泵浦时, 波长在 2.5 ～
晶体光学课后答案看完后考试局对没问题讲解
第一章 1.当入射光波射入一轴晶矿物时，发生双折射和偏光化，分解为两种振动方向相互垂直且传播速度不等的偏光，其中一种偏光无论入射光方向如何改变，其振动方向总是垂直于c轴的，相应折射率No 也始终保持不变。所以一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No。 不是。（1）垂直光轴（OA）的切面（2）垂直锐角等分线（Bxa）的切面 （3）垂直钝角等分线（Bxo）的切面 2.一轴晶：Ne＞No，光性符号为正；Ne＜No，光性符号为负 二轴晶：确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴，若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若bxa=Np(Bxo=Ng),则光性符号为负。 3.二轴晶两光轴相交的锐角称为光轴角以符号“2V”表示。 公式为tan2α= 4.P15图1-14，P16图1-15 （1）垂直光轴切面：双折射率为零（2）平行光轴切面：一轴正晶最大双折射率为Ne-No，一轴负晶最大双折射率为No-Ne （3）斜交光轴切面：一轴正晶Ne＞Ne＇＞No，一轴负晶Ne＜Ne＇＜No。5.P22图1-21 （1）垂直光轴（OA）的切面：双折射率为零（2）平行光轴面（OAP）的切面：最大双折射率Ng-Np （3）垂直锐角等分线（Bxa）的切面：二轴正晶Nm-Np，二轴负晶Ng-Nm （4）垂直钝角等分线（Bxo）的切面：二轴正晶Ng-Nm，二轴负晶Nm-Np 6.均不能。光率体是表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率之间关系的立体几何图形。光性正负取决于Ne与No的相对大小，当Ne＞No时为正光性，Ne＜No时为负光性。无论正光性还是负光性其光率体直立旋转轴必定是Ne，水平旋转轴是No，放倒不能改变其光性正负。 7.由旋转椭球体逐渐变为圆球体。 8.光率体形状由三轴椭球体逐渐变为旋转椭球体。 Nm=Np时为一轴晶，光性符号为（+） Nm=Ng时为一轴晶，光性符号为（—） 9.中级晶族：三方晶系、四方晶系、六方晶系中，无论光性符号正、负，Ne轴总是与晶体的高次对称轴L3、L4、L6一致（或说平行）。 斜方晶系：其光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与三个结晶轴（a、b、c）分别一致（或说平行）。 单斜晶系：其光性方位是光率体三个主轴中有一个主轴与b轴一致（或平行），其余两主轴在ac平面内分别与a、c轴斜交。 三斜晶系：其光性方位是光率体的三个主轴与三个结晶轴均斜交，斜交的方向和角度则因矿物种属不同而异。 10.绿光下，Ne=No，为均质体；红光白光下，Ne＞No，为一轴正晶；紫光下，Ne＜No，为一轴负晶。 11.折射率色散：透明物质的折射率随入射光波长的不同而发生改变的现象。 双折射率色散：非均质体矿物斜交OA切面的双折射率一般随入射光波波长的改变而改变的现象。 光率体色散：由于非均质体的折射率色散强度随方向不同而不同，则随着入射光波长的改变，其光率体的大小、形态发生改变的现象。 12.变为均质体。 13.变为一轴晶。 15.（1）单斜（2）负（4）长轴Ng，短轴Nm （6）1.701-1.691 17.一轴晶，正光性。三组切面均有一相同值且其他两值均大于这一相同值。 第二章透明造岩矿物及宝石晶体光学鉴定常用仪器 1 透射偏光显微镜与生物显微镜和反射偏光显微镜的主要区别是什么？（31）
北京工业大学晶体光学试卷
一、选择题 (每题2分，共20分) 1．关于晶体的对称操作，下列说法正确的是（ C ） ①若某方向为6度轴，此方向肯定同时也是3度轴和2度轴； ②不可能有高于6次的旋转反演轴，即只存在6,5,4,3,2次旋转反演轴； ③旋转操作以及旋转反射操作都属于第一类对称操作； ④2次旋转反演操作和垂直于该轴的反射操作的效果是相同的。 A ①②④ B ③④ C ①④ D ①②③④ 2．以y 为轴，逆时针旋转θ角的坐标变换矩阵为（ A ） ????? ??-θθθθcos 0sin 010sin 0cos A ??? ? ? ??-θθθθcos 0sin 010sin 0cos B ??? ?? ??θθθθcos 0sin 010sin 0cos C ???? ? ??--θθθθcos 0sin 010sin 0cos D 3．关于单轴晶体的正常光与反常光，下列说法正确的是（ B ） ① O 光的光波方向与光线方向一致，离散角等于零； ② O 光的光波方向与光线方向不一致，离散角不等于零； ③ e 光的光波方向与光线方向一致，离散角等于零； ④ e 光的光波方向与光线方向不一致，离散角不等于零； A ①③ B ①④ C ②③ D ②④ 4．将坐标系以Z 为轴逆时针转045后，用旧坐标表示新坐标的表达式为（ D ） A ．z z y x y y x x ='+='-=',22 22 ,2222 B ．z z y x y y x x ='-='+=',22 22 ,22 22 C ．z z y x y y x x ='+-='-=',22 22 ,22 22 D ．z z y x y y x x ='+-='+=',22 22 ,22 22
非线性光学晶体现状及发展趋势
非线性光学晶体现状及发展趋势作者：赵斌 沈德忠、王晓洋、陈建荣 （中材人工晶体研究院） 前言 非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础，其发展程度与激光技术的发展密切相关。 非线性光学晶体材料可以用来进行激光频率转换，扩展激光的波长；用来调制激光的强度、相位；实现激光信号的全息存储、消除波前畴变的自泵浦相位共轭等等。所以，非线性光学晶体是高新技术和现代军事技术中不可缺少的关键材料，各发达国家都将其放在优先发展的位置，并作为一项重要战略措施列入各自的高技术发展计划中，给予高度重视和支持。 伴随着激光技术从上世纪六十年代发展至今，非线性光学晶体也得到长足的发展，从最初的石英倍频晶体开始，不断涌现出铌酸锂（LiNbO3—LN）、磷酸二氢钾(KH2PO4—KDP)、磷酸二氘钾(KD2PO4—DKDP)、碘酸锂(LiIO3—LI)、磷酸氧钛钾(KTiOPO4—KTP)、偏硼酸钡(-BaB2O4—BBO)、三硼酸锂(LiB3O5—LBO)、铌酸钾（KNbO3—KN）、硼酸铯(CSB3O5—CBO)、硼酸铯锂(LiCSB6O10—CLBO)、氟硼酸钾铍（KBe2BO3F2—KBBF）以及硫银镓（AgGaS2—AGS）、砷镉锗（CdGeAs—CGA）、磷锗锌（ZnGeP2—ZGP）等非线性光学晶体，广泛应用于激光倍频、和频、差频、光参量放大以及电光调制、电光偏转等。比较有代表的例子是：用LN制作的光波导器件及调制器件，已广泛应用于光通讯；利用KTP晶体的商业内腔倍频YAG激光器，其绿光输出可达几百瓦；用CBO和频的YAG三倍频激光器，355nm输出已达17.7瓦；用CLBO四倍频的YAG激光器，266nm紫外光输出已达42瓦；用KBBF直接六倍频已获177.3nm的深紫外激光；使用KTP、BBO、LBO的光参量振荡器，其调谐范围覆盖了可见光到4.5m波段，并实现单纵模运转。 就非线性光学晶体、器件及应用整个领域的科技水平来看，发达国家如美国、英国等居于世界前列，从最初的原理提出、新材料的探索、器件的开发，他们都作出了重要的贡献。在非线性晶体材料的生产上，日本、中国、和前苏联的一些国家如俄罗斯、乌克兰、立陶宛等，占有重要的地位，而美国和欧洲一些国家则主要侧重于非线性晶体器件及设备的制造。我国在非线性光学晶体领域占有重要的地位。 一、中国在本领域的世界地位 我国无论在非线性光学晶体的学术研究还是产业化方面，都在国际上有着重要的影响，特别是在可见、紫外波段非线性晶体的研究方面一直处于领先水平，受到世界瞩目。我国在非线性晶体领域最主要的成就是（1）发明了掺镁LiNbO3晶体，通过掺杂使得LiNbO3的抗损伤阈值提高了两个数量级以上，大大开拓了铌酸锂晶体的应用领域；（2）在硼酸盐系列中发现并研制出- BBO、LBO、CBO、KBBF等一系列性能优异的紫外非线性光学晶体，开创了紫外激光倍频的新纪元，使得人类不断向固体紫外激光的极限推进；（3）首次在国际上用溶剂法生长出可实际应用的KTP大单晶，并实现产业化，使KTP晶体在全世界得到普遍的应用，促进了激光技术的发展。（4）主导了周期、准周期极化人工微结构非线性光学晶体材料的研究和实验验证，开拓了非线性光学晶体的新领域。 我国多种非线性光学晶体的生长技术居国际先进水平，国外已有的所有晶体生长方法我国都有，几乎所有重要的非线性光学晶体都已生长出来，一些重要晶体满足了国内重大工程需求，一批高技术晶体已成为商品，在国际上享有盛誉。
非线性光学材料小结
非线性光学材料 一、概述 20 世纪60 年代, Franken 等人用红宝石激光束通过石英晶体,首次观察到倍频效应,从而宣告了非线性光学的诞生，非线性光学材料也随之产生。 定义：可以产生非线性光学效应的介质 （一）、非线性光学效应 当激光这样的强光在介质传播时，出现光的相位、频率、强度、或是其他一些传播特性都发生变化，而且这些变化与入射光的强度相关。 物质在电磁场的作用下,原子的正、负电荷中心会发生迁移,即发生极化,产生一诱导偶极矩p 。在光强度不是很高时,分子的诱导偶极矩p 线性正比于光的电场强度E。然而,当光强足够大如激光时,会产生非经典光学的频率、相位、偏振和其它传输性质变化的新电磁场。分子诱导偶极矩p 就变成电场强度E 的非线性函数,如下表示: p = α E + β E2 + γ E3 + ?? 式中α为分子的微观线性极化率;β为一阶分子超极化率(二阶效应) ,γ为二阶分子超极化率(三阶效应) 。即基于电场强度E 的n 次幂所诱导的电极化效应就称之为n 阶非线性光学效应。 对宏观介质来说, p = x (1) E + x(2) E2 + x (3)E3 + ?? 其中x (1) 、x(2) 、x(3) ??类似于α、β、γ??,表示介质的一阶、二阶、三阶等n 阶非线性系数。因此,一种好的非线性光学材料应是易极化的、具有非对称的电荷分布的、具有大的π电子共轭体系的、非中心对称的分子构成的材料。另外,在工作波长可实现相位匹配,有较高的功率破环阈值,宽的透过能力,材料的光学完整性、均匀性、硬度及化学稳定性好,易于进行各种机械、光学加工也是必需的。易于生产、价格便宜等也是应当考虑的因素。 目前研究较多的是二阶和三阶非线性光学效应。 常见非线性光学现象有： ①光学整流。E2项的存在将引起介质的恒定极化项，产生恒定的极化电荷和相应的电势差，电势差与光强成正比而与频率无关，类似于交流电经整流管整流后得到直流电压。 ②产生高次谐波。弱光进入介质后频率保持不变。强光进入介质后，由于介质的非线性效应，除原来的频率ω外，还将出现2ω、3ω、……等的高次谐波。1961年美国的P.A.弗兰肯和他的同事们首次在实验上观察到二次谐波。他们把红宝石激光器发出的3千瓦红色（6943埃）激光脉冲聚焦到石英晶片上，观察到了波长为3471.5埃的紫外二次谐波。若把一块铌酸钡钠晶体放在1瓦、1.06微米波长的激光器腔内，可得到连续的1瓦二次谐波激光，波长为5323埃。非线性介质的这种倍频效应在激光技术中有重要应用。 ③光学混频。当两束频率为ω1和ω2（ω1＞ω2）的激光同时射入介质时，如果只考虑极化强度P的二次项，将产生频率为ω1＋ω2的和频项和频率为ω1－ω2的差频项。利用光学混频效应可制作光学参量振荡器，这是一种可在很宽范围内调谐的类似激光器的光源，可发射从红外到紫外的相干辐射。 ④受激拉曼散射。普通光源产生的拉曼散射是自发拉曼散射，散射光是不相干的。当入射光采用很强的激光时，由于激光辐射与物质分子的强烈作用，使散射过程具有受激辐射的性质，称受激拉曼散射。所产生的拉曼散射光具有很高的相干性，其强度也比自发拉曼散射光强得多。利用受激拉曼散射可获得多种新波长的相干辐射，并为深入研究强光与
晶体光学考试试题
晶体光学考试试题 安徽工业经济职业技术学院 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、与等四种。 (参考答案: 矿物的形态、解理、颜色、突起) 2、突起正否确定的依据就是。 (参考答案: 提升镜筒或下降镜筒时,贝克线的移动方向) 3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有与。 (参考答案: 消光与干涉现象) 4、斜长石按An值可分为、与等三类。其中,具有卡钠联晶与聚片双晶的斜 长石为。 (参考答案: 基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石。基性斜长石) 5、一轴晶垂直光轴的切面,就是切面,其半径为,在正交镜下具的特点。(参考答案: 圆、No、全消光) 6、要准确测定普通辉石的消光角(Ng∧Z),必须选择的切面,这种切面在正交镜下的 特征就是具有。 (参考答案: 平行光轴面、最高干涉色) 7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致,其最大双折率为0、009,薄片厚度为0、03mm, 在平行(010)的切面上具有垂直Bxa切面的干涉图,此矿物应为光性,光轴面上的干涉色为。 (参考答案: 正光性、I级灰白色) 8、在正交偏光镜下,矿片处于45°位加入石膏试板干涉色应当增加或减少;如果 加入云母试板时,干涉色应增加或减少。 (参考答案: 一个级序、一个色序) 9、岩石薄片由, 与组成,连接它们的就 是,薄片的标准厚度为,判别厚度的方法就是。 (参考答案: 载玻璃、矿片、盖玻璃、加拿大树胶、0、03 mm、石英的干涉色) 10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有, 与。 (参考答案: 确定轴性与切面方向、测定光性符号、估计光轴角大小) 11、矿物在薄片中的突起高低取决于, 愈大,突起, 愈小,突 起。 (参考答案: 矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小、差值、愈高、差值、愈低) 12、二轴晶光率体有, , , 与等主要切面。 (参考答案: 垂直一根光轴、平行光轴面、垂直Bxa、垂直Bxo,斜交切面) 13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为消光,而其她方向的切面则会出现消
晶体光学与光性矿物学考试习题附答案
一．名词解释 1.光轴角（2V）： 两光轴相交的锐角 2.xx线： 在偏光显微镜下观察矿物切面光线较集中的一方沿矿物边缘形成的一条亮带。 3.洛多奇xx色散效应： 当两种介质折射率相差很小时，贝克线发生变化，在折射率较低的矿物一边出现橙黄色细线，在折射率较高的矿物一边出现浅蓝色细线的现象。 4.糙面： 是在偏光显微镜下所见矿物粗糙的表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。 5.闪突起： 是旋转物台时，矿物切面的突起时高时低，发生闪动变化的现象。 6.矿物的颜色： 是矿物在单偏光镜下的色泽。 7.多色性： 是非均质体矿物颜色色彩发生改变呈多种色彩的现象。 8.糙面： 偏光显微镜下所见的矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。 9.吸收性：
矿物颜色深浅发生改变的现象。 10.消光： 正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象。 11.消光位： 在正交偏光镜下处于消光时的位置。 12.全消光： 旋转物台360度，矿片始终保持黑暗的现象。 13.干涉色： 正交显微镜下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。 14.补色法则： 在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除垂直光轴外的），在45度位置重叠时，两矿片光率体椭圆半径同名半径平行，总光程差等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色升高。异名半径平行时，总光程差等于原来两矿片光程差之差，其干涉色降低。 15.消色： 当光率体椭圆异名半径平行时，总光程差R=0时，矿片黑暗的现象。 16.延性： 矿物晶体沿着一个或两个光率体椭圆半径方向延长的习性。 17.正延性： 切面延长方向与其光率体椭圆长半径平行或交角小于45度。 18.负延性： 切面延长方向与其光率体椭圆短半径平行或交角小于45度。
高二物理光学试题及答案详解
光学单元测试 一、选择题（每小题3分，共60分） 1 ．光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ） A.30° B.45° C.60° D.75° 2．红光和紫光相比，（ ） A. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光， 其传播方向如图所示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则（ ） A ．n a >n b B ．n a
晶体光学试题
晶体光学基础（判断对错/简答） 1．除真空以外的任何介质的折射率总是大于1（） 2．折射定律表达为折射率为入射角与折射角的正弦之比,所以入射角越大,折射率越大；入射角越小,折射率越小( ) 3．某介质绝对折射率为光在空气中传播速度与在该介质中速度之比,即N=C O/V（） 4．光在某介质中传播速度愈快,折射率愈大( ) 5．光由光疏介质射入光密介质,永远不会发生全反射() 6．光由光密介质射入光疏介质,一定发生全反射() 7．均质体有无数个相同的Ｎ或只有一个Ｎ（） 8．非均质体有几个不同的Ｎ（） 9．自然光射入均质体中，基本仍为自然光，偏光射入仍为偏光，不放生双折射（） 10．自然光射入非均质体中一般发生双折射形成两种偏光；偏光射入非均质体中，按入射偏光传播，不发生双折射（） 11．光在晶体中传播方向一致，则Ｎ一样（） 12．光在晶体中振动方向一致，则Ｎ一样（） 光率体基础 1.一轴晶有N e 、N o两个折射率，二轴晶有N g 、N m、N p三个折射率( ) 2.一轴晶N e >N o , 二轴晶N g >N m>N p ( ) 3.一轴晶正光性N e >N o；负光性N e 第一章 7. 光率体趋近于圆球体，即均质体光率体 8. （1）当Nm趋近于Np时，光率体趋近于一轴晶正光性光率体，；当Nm趋近于Ng时，光率体趋近于一轴晶负光性光率体；（2）分别为一轴晶正、负光性 10. 参考课本表1-3（旧版教材表1-4-1）中对铜铀云母的色散特征进行分析。 11. 理解课本中的折射率色散曲线图。 12. 无正负之分，中性 14. 短半径=Ne’，长半径=No 15 （1）单斜晶系；（2）（--）；（4）椭圆，长短半径分别为Ng、Np，解理纹与Ng夹角30度；（5）//（010）；（6）0.010；（7）（001）面光率体椭圆半径为Nm、Np’，发育两组解理纹，夹角< 56度，两组解理锐角等分线//Np’，钝角等分线//Nm；（100）面光率体椭圆半径为Nm、Ng’，发育一组解理纹，//Ng’ 16. （1）斜方晶系；（2）a//Nm，b//Np，c//Ng；（3）1.660；（4）（+）；（5）（100）；（6）0.022；（7）（010），0.001 17. 一轴（+）。其实二轴晶有可能有三个这种类型的切面，但题目所说的是“任意三个切面”，可能是要考查“一轴晶任何一个切面上都有No”的知识点。 第三章 12. 不能看见闪突起。因为No和Ne方向上的折射率都远远超过了正极高突起，肉眼感觉不到突起高低的差异。 13. 不能看见闪突起。因为铁黑云母的颜色较深，掩盖了突起程度的变化。 15. 因为辉石的折射率与树胶的差值较大，而斜长石与树胶折射率差值很小。 16. 薄片下矿物解理纹的能见度取决于矿物的解理性质、切面方向和矿物与树胶折射率的差值。这里的角闪石解理纹能见度主要取决于切面的方位与角闪石解理纹可见临界角（25-35度）。可参考角闪石光性方位图和第四章第九节：矿物的消光类型及消光角的测定，其中有关于角闪石不同类型切面的消光类型和解理发育程度。测解理夹角应选垂直c轴的切面。 17. 不能。因为解理纹的能见度还与切面的方向有关，如果片状的黑云母在岩石中定向排列，而切面又正好平行于黑云母的解理面（（001）面），则可能出现大多数切面都看不见解理纹的情况。 21. 二者没有必然联系。如高温型的黑云母，其垂直（001）切面上颜色变化为深褐色—浅褐色，没有多色性，但吸收性强；又如紫苏辉石，多色性明显，但吸收性弱。 第7章 光在各向异性介质中的传播 1、一束钠黄光以50o 角方向入射到方解石晶体上，设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面。问在晶体中o 光和e 光夹角是多少（对于钠黄光，方解石的主折射率 1.6584o n =， 1.4864e n =） 答案： 由于光轴和晶体表面平行，并垂直于入射面，所以e 光的偏振方向为光轴方向，其折射率为" 1.4864e n n ==，o 光折射率为' 1.6584o n n ==。 入射端为空气，折射率为1n =，入射角为50θ=o ，设o 光和e 光的折射角分别为'θ和"θ，则根据折射率定律有''sin sin n n θθ=和""sin sin n n θθ=，计算得到'27.5109θ≈o ，"31.0221θ≈o ，所以晶体中o 光和e 光夹角为"''331θθθ?=-≈o 2、如图所示的方解石渥拉斯顿棱镜的顶角15α=o 时，两出射光的夹角γ为多少 答案： 左边方解石晶体中的o 光（折射率' 1.6584o n n ==）进入到右边方解石晶体中变成了e 光（该e 光的偏振方向与光轴平行，折射率" 1.4864e n n ==）；左边方解石晶体中的e 光（该e 光的偏振方向与光轴平行，折射率" 1.4864e n n ==）进入到右边方解石晶体中变成了o 光（折射率' 1.6584o n n ==）。 在两块方解石晶体的分界面上，应用折射定律有 2211sin arcsin 18.7842sin sin sin sin sin arcsin 13.4134o e o e e o e o n n n n n n n n αθαθαθαθ???==? ?=???????=????== ????? o o 在右边方解石晶体与空气的界面上，应用折射定律有 ()()()()24241313sin arcsin 2.9598sin sin sin sin sin arcsin 2.3587e e o o n n n n n n n n θαθθαθαθθαθθ???-==????-=???????-=??-???==?????? o o 所以出射光的夹角'34 5.3185519γθθ=+=≈o o 3、若将一线偏振光入射到以光束为轴、以角速度0ω转动的半波片上，出射光的偏振态如何其光矢量如何变化 答案：晶体光学习题答案
物理光学第四章答案