光电子技术 2.5 光波在磁光介质中的传播
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光波在电光晶体中的传播
晶体包括双轴晶体、单轴晶体和各向同性晶体.
(1) 晶体的介电常数与折射率
D 和 E之间可通过介电张量联系起来，即：
D [ ij ]E
矩阵形式：
（下标1,2,3表示xyz）
D1 11 12 13 E1
D2 21 22 23 E2
D3
31
32
33
E3
§2.2光波在电光晶体中的传播
1) /4波片：
z
y
-x
线偏 1/4波片 正椭圆(圆)
00, 900
=450
= /2
§2.2光波在电光晶体中的传播
z(光轴)
-x
0
3 4
2
4
4
2
3 4
2) /2波片：
z
y
-x
线偏 1/2波片 线偏
(一三象限)
(二四象限)
=
§2.2光波在电光晶体中的传播
x x’
z
L
y
2L (no
1 2
n3 o
r63
E
z
)
y’
(k//E//z)
~ V
这两个分量光波穿过晶体后将产生一个相位差：
y'
x'
2
(ny'
nx')L
2
n03 63Ez L
2
n03 63V
(2 29)
相位差正比于z方向电压V=EzL。
§2.2光波在电光晶体中的传播
y'
x'
§2.2光波在第电二光晶章体中光的辐传射播 的传播
本章内容：§2.1光波在大气中的传播 §2.2光波在电光晶体中的传播 §2.3光波在声光晶体中的传播 §2.4光波在磁光介质中的传播 §2.5光纤波导中的传播* §2.6光波在非线性介质中的传播 §2.7光波在水中的传播
(1) 晶体的介电常数与折射率
D 和 E之间可通过介电张量联系起来，即：
D [ ij ]E
矩阵形式：
（下标1,2,3表示xyz）
D1 11 12 13 E1
D2 21 22 23 E2
D3
31
32
33
E3
§2.2光波在电光晶体中的传播
1) /4波片：
z
y
-x
线偏 1/4波片 正椭圆(圆)
00, 900
=450
= /2
§2.2光波在电光晶体中的传播
z(光轴)
-x
0
3 4
2
4
4
2
3 4
2) /2波片：
z
y
-x
线偏 1/2波片 线偏
(一三象限)
(二四象限)
=
§2.2光波在电光晶体中的传播
x x’
z
L
y
2L (no
1 2
n3 o
r63
E
z
)
y’
(k//E//z)
~ V
这两个分量光波穿过晶体后将产生一个相位差：
y'
x'
2
(ny'
nx')L
2
n03 63Ez L
2
n03 63V
(2 29)
相位差正比于z方向电压V=EzL。
§2.2光波在电光晶体中的传播
y'
x'
§2.2光波在第电二光晶章体中光的辐传射播 的传播
本章内容：§2.1光波在大气中的传播 §2.2光波在电光晶体中的传播 §2.3光波在声光晶体中的传播 §2.4光波在磁光介质中的传播 §2.5光纤波导中的传播* §2.6光波在非线性介质中的传播 §2.7光波在水中的传播
2.4 光波在磁光介质中的传播
2011-12-25
2.5
光波在磁光介质中的传播
磁光效应是磁光调制的物理基础。 磁光效应是磁光调制的物理基础。当光波通过这种磁化的物体 (磁性 磁性 物质） 物质）时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。 其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。 磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。 磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其 法拉第旋转效应 效应 效应等 中最主要的是法拉第旋转效应， 中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下 法拉第旋转效应 的介质中传播时，其偏振方向发生旋转， 的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度θ 的大小与沿光 束方向的磁场强H和光在介质中传播的长度 之积成正比 束方向的磁场强 和光在介质中传播的长度L之积成正比，即 和光在介质中传播的长度 之积成正比， (1) 式中，V称为韦尔代(verdet)常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光 通过单位长度的磁光介质后偏振方向旋转的角度。表列出了一些磁光 材料的韦尔代常数。
2
由系数行列式为零，得到折射率 所满所足的方程 由系数行列式为零，得到折射率n所满所足的方程 :
2011-1217页 2011-12-25 共17页 8
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2011-12-25
n [ε l +ε l +ε l ] − n [(εrxεry −δ )(l + l )
4 2 rx x 2 ry y 2 rz z 2 2 2 x 2 y
+εrz(ε l +ε l ) +εrz(εrx +ε )l ] +εrz(εrxεry −δ ) = 0
2 rx x 2 ry y 2 ry z 2
第六讲-光在磁光介质中传播
∂ A1 ωδ =− A2 exp[ − i ( k 2 − k1 ) z ] ∂z 2 n1c ∂ A2 ωδ =− A1 exp[ i ( k 2 − k1 ) z ] ∂z 2 n2 c
式中δ是与磁场有关的参量。 式中δ是与磁场有关的参量。 设在Z=0处的光场振幅分别为 A1 (0 )和 A2 (0 ) 设在Z=0处的光场振幅分别为 Z=0 2.4－ 式2.4－2方程的解为 :
=
χ (0) cos sz − i
∆k ω δ sin sz + A2 (0 )sin sz 2s c 2n2 s ∆k ω δ cos sz + i sin sz − χ (0 ) sin sz 2s c 2n1s
A2 (0 ) χ (0 ) = A1 (0 )
(2.4-5)
2π E x = exp(−i nz ) λ0 E = −i exp(−i 2π nz ) = exp(−i 2π nz − π ) y λ0 λ0 2 右旋
因此， 方向偏振入射的线偏光经过长度为L的磁光介 因此，沿x方向偏振入射的线偏光经过长度为 的磁光介 方向偏振入射的线偏光经过长度为 质后仍为线偏光，但将偏转一个角度： 质后仍为线偏光，但将偏转一个角度：
∆ω = 2m
相应有不同的极化强度、折射率等， 相应有不同的极化强度、折射率等，从而出现 不同的传播模式， 分别激发左旋、 不同的传播模式，即：分别激发左旋、右旋光 次波）。 波（次波）。
由于磁场的作用而导致光偏振面旋转 的现象称为法拉第磁光效应 法拉第磁光效应。 的现象称为法拉第磁光效应。
法拉第旋转效应理论分析
单位： 单位：
法拉第旋转效应的特殊规律
（1）自然旋光物质左右旋与光的传播方向无关 ）
光波在磁光介质中的传播40页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
光波在磁光介质中的传播
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
光电子技术第二章1
驻波声光衍射的特点： 1.极值方向不变，仍同静止声场 2．对应各极值方向的光强为： Im Jm (v sin st)
各级衍射光强都将将随时间以两倍于声波的频率被调制。
声驻波对衍射光频率的影响
◆典型拉曼一奈斯声光衍射实验装置 拉曼-奈斯声光衍射
(1)声光介质
对声光介质的要求是：声光品质因数尽量高，对声波 的吸收足够小，在要求的通光波段范围内透过率高。
太阳辐射在大气中的减弱
此即为描述大气衰减的朗伯定律．它表明光强随传输 距离的增加呈指数规律衰减。
衰减系数描述了吸收和散射两种独立物理过程对传 播光辐射强度的影响．所以可表示为:
单位：
km m ka a
1．大气分子的吸收
定义：光波在大气中传播时．大气分子在光波电场 的作用下产生极化，并以入射光的频率做受迫振动。 所以为了克服大气分子内部阻力要消耗能量，表现 为大气分子的吸收。
m
上式中与第m级衍射有关的项为：
Em E0eims t
E CqJ v sinqmks k0 sin B/ 2
m
qmks k0 sin / 2
因为函数sinc函数在χ= 0 时取极大值，因此有衍射
极大的方位角θm由下式决定：
s in m
m ks ki
例如：振荡电偶极子辐射。
+q .
+q .
q.
q.
+q q
.
+q . q.
【补充：极化】
大气窗口：通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段 称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和 近红外波段。
大气窗口按所属范围不同分为光学窗口、红外窗口 和射电窗口。
各级衍射光强都将将随时间以两倍于声波的频率被调制。
声驻波对衍射光频率的影响
◆典型拉曼一奈斯声光衍射实验装置 拉曼-奈斯声光衍射
(1)声光介质
对声光介质的要求是：声光品质因数尽量高，对声波 的吸收足够小，在要求的通光波段范围内透过率高。
太阳辐射在大气中的减弱
此即为描述大气衰减的朗伯定律．它表明光强随传输 距离的增加呈指数规律衰减。
衰减系数描述了吸收和散射两种独立物理过程对传 播光辐射强度的影响．所以可表示为:
单位：
km m ka a
1．大气分子的吸收
定义：光波在大气中传播时．大气分子在光波电场 的作用下产生极化，并以入射光的频率做受迫振动。 所以为了克服大气分子内部阻力要消耗能量，表现 为大气分子的吸收。
m
上式中与第m级衍射有关的项为：
Em E0eims t
E CqJ v sinqmks k0 sin B/ 2
m
qmks k0 sin / 2
因为函数sinc函数在χ= 0 时取极大值，因此有衍射
极大的方位角θm由下式决定：
s in m
m ks ki
例如：振荡电偶极子辐射。
+q .
+q .
q.
q.
+q q
.
+q . q.
【补充：极化】
大气窗口：通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段 称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和 近红外波段。
大气窗口按所属范围不同分为光学窗口、红外窗口 和射电窗口。
2_4 光波在磁光介质中的传播
2.4 光波在磁光介质中的传播
磁光隔离器
H
P2
P1
第2章 光辐射的传播
正向
P1
P2
45
VHL
P1
反向
P2
45
对于自然旋光：偏振面的旋转方向与光的传播方向无关，取决
于旋光物质本身；当光在介质中往返时，偏振面的旋向也相反， 当光传播到原始位置时，偏振面将转回原始方位.
H
第2章 光辐射的传播
P2 P1
VHL
当光传播方向与磁场方向平行时，正 V值相应于左旋；
当光传播方向与磁场方向相反时，表现为右旋；
若外磁场由螺线管电流产生，旋光方向总是和螺线绕 向一致.
当光往返通过介质时，若磁场方向不变，法拉第旋转 的左右方向互换；光矢量振动面的最终位置与初始位 置比较，转过2的角度.
第2章 光辐射的传播
H
磁光调制
P2 P1
L 磁致旋光率 与磁感应强度B成正比.
对于抗磁体或顺磁体，磁化强度一般很弱，r1;
B与H为线性关系， B 0H VH
磁致旋光角 VHL
V称为韦尔德（Verdet）常数，表示在单位磁场强度下线偏振 光通过单位长度磁光介质后偏振方向旋转的角度.
2.4 光波在磁光介质中的传播
有外磁场时，分子磁矩受到力的作用，各分子对外磁 场取向一致，宏观上表现为各向异性。
2.4 光波在磁光介质中的传播
B
第2章 光辐射的传播
P2 P1
P1、P2透光轴正交，不加磁场时出现消光； 加强磁场后，需将偏振器P2透光轴转过一个角度 后出现消光.
L
—磁致旋光率，与磁感应强度B成正比。
2.4 光波在磁光介质中的传播
2.4 光波在磁光介质中的传播
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因此，沿x方向偏振的入射光经过长度为L的磁光介质后将偏转 一个角度
L
(n n ) 0 n00
这就是法拉第旋转现象， 为磁致旋光率。
2
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代入菲涅耳方程
ˆ n [ E l (l E ) r E ] 0
2
由系数行列式为零，得到折射率n所满所足的方程 :
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n [ l l l ] n [( rx ry )(l l )
(3)
AL’ AL
z
AR
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磁致旋光效应的旋转方向仅与磁场方向有关，而与光线传
播方向的正逆无关，这是磁致旋光现象与晶体的自然旋光现象 不同之处(即当光束往返通过自然旋光物质时，因旋转角相等方
向相反而相互抵消)。 但通过磁光介质时，只要磁场方向不变，
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2 E x exp(i nz) 0 E i exp(i 2 nz) exp(i 2 nz ) y 0 0 2 左旋
2 E x exp(i nz) 0 E i exp(i 2 nz) exp(i 2 nz ) y 0 0 2 右旋
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假设磁场沿z轴方向，取磁光介质中传播的平面波为 :
E (r , t ) E exp[i (t k r )] E{i[t k0 n(l x x l y y l z z )]}
式中lx、ly、lz为光波矢的方向余弦。
旋转角都朝一个方向增加，此现象表明磁致旋光效应是一个不 可逆的光学过程，因而可利用来制成光学隔离器或单通光闸等 器件。
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• 英国物理学家麦克尔· 法拉第（1791－1867），贫苦出 身，幼年失学，在印刷厂当童工时学习零星的科学知识 • 1812年，聆听戴维的讲演，得到戴维的赏识，到了实验 室当一名刷瓶子工人。次年成为戴维的助手。游历欧洲。 • 在电化学方面显示出卓越的实验才能，1824年选为皇家 学会会员。遭到戴维的妒忌，但法拉第一直心存感激。
可见Ez=0，即介质中传播的光波为横波，相应的传播模式为 右旋和左旋的两个圆偏振光波：
Ex iE y iE y
Ex 1 2 nz ) E exp( i 0 y i
由于外加磁场的作用， E x , E y二者之间产生了额外 使 的相位差。E y 超前（或落后） x 相位 / 2。 E
右旋矢量AR刚转回到原来的位置，此时左旋光矢量(由于vL≠vR )
转到A’L，于是合成的线偏振光A’相对于入射光的偏振方向转了 A A’ 一个角度，此值等于角的一半，即
= /2＝ （nR – nL）L/
可以看出，A’的偏振方向将随着光波的传播 向右旋转。这称为右旋光效应。
UP DOWN BACK
：旋光率。 4）旋光色散：
＝ ( )，旋光率随波长变化。
不同颜色的线振动面透过晶体后 被旋转的角度不同
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5）左旋和右旋晶体 一种结构是另一种 结构的镜像反演 线偏振光沿光轴通 过晶体后振动面一 种向左旋、另一种 向右旋。
所以两圆偏振光间存在一相位差
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(2) 当它们通过介质之后，又合成为一线偏振光，其偏振方向相对于
1 2
2
入射介质的线偏振光的振动方向， 将振幅A分解为左旋和右旋两矢量AL和AR ，假设介质的长度L使
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• 一生对科学一往情深，对金钱和地位不屑一顾。 • 热爱科普事业，1860年，69岁的法拉弟以《蜡烛 的化学故事》为题做了六次“圣诞科学讲座” • 英俄交战时期，拒绝了政府研制毒气的要求 • 从1820－1862，每天坚持做实验日记，1932年出 版，共七大卷3236页
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法拉第旋转的特殊规律
（1）自然旋光物质左右旋与光的传播方向无关
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（2）光沿磁场方向通过时，振动面右旋。 光逆磁场方向传播时，振动面左旋。
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2.5
光波在磁光介质中的传播
磁光效应是磁光调制的物理基础。当光波通过这种磁化的物体 (磁性
物质）时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。
磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其 中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下 的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度 的大小与沿光 束方向的磁场强H和光在介质中传播的长度L之积成正比，即 (1) 式中，V称为韦尔代(verdet)常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光 通过单位长度的磁光介质后偏振方向旋转的角度。表列出了一些磁光
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（3）光束一正一反两次通过磁光介质时， 振动面转过角度 2 。 （4）法拉第旋转的用途
0 若： 45 则: 2 90 0
线偏振光返回后无法通过第一个偏振片， 成为光隔离器。
法拉第旋转器的应用
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4 2 rx x 2 ry y 2 rz z 2 2 2 x 2 y
rz ( rx l x2 ry l y2 ) rz ( rx ry )l z2 ] rz ( rx ry 2 ) 0
假设光波在立方晶体或各向同性介质中 2 （ rx ry rz n0 ）平行于磁化强度（z）方向（lx=ly=0， lz=1）传播，得
＝VHL
材料的韦尔代常数。
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Faraday Rotator
Brewster dielectric polarizers
装置、光路
Rotator
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理论分析
对于旋光现象的物理原因，可解释为外加磁场使介质分子的磁
矩定向排列，当一束线偏振光通过它时，分解为两个频率相同、初
相位相同的两个圆偏振光，其中一个圆偏振光的电矢量是顺时针方 向旋转，称为右旋圆偏振光，而另一个圆偏振光是逆时针方向旋转
的，称为左旋圆偏振光。这两个圆偏振光无相互作用地以两种略有
不同的速度 +＝c/nR和 -＝c/nL传播，它们通过厚度为L的介质之后 产生的相位延迟分别为:
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电磁波
• 1832年的一封信中实际上提出了电磁波的概念： “我认为，磁力从磁极出发的传播类似于起波 纹的水面的振动或者空气粒子的声振动。也就 是说，我打算把振动理论应用于磁现象，就像 对声音所作的那样，而且这也是光现象最可能 的解释。” • 1845年发现磁的旋光效应（法拉第效应） • 1846年提出光的本性是电力线和磁力线的振动
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当磁化强度较弱，B与H为线性关系，即=0为常量。因而旋 光率 与外加磁场强度在成正比, 式可写成:
VH
式中V称为韦尔德（Verdet）常数，它表示在单位磁场强度下 线偏振光波通过单位长度磁光介质后偏振方向旋转的角度。
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ˆ 在光频波段内，令 0 ，几乎所有的磁光现象都可得到解释。
引进等效介电系数张量
rx ˆ rij i 0
i
rx
0
0 0 rz
当磁场反向时， 的符号也要反号，即:
( B) ( B)
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4 n 2n0 n 2 n0 2 0 4 2
2 2 n n0
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代如菲涅耳方程 得，
i 0
i 0
0 E x E x iE y 0 E y iE x E y 0 2 2 n0 E z n0 E z
旋 光
1．石英的旋光现象
1）旋光现象 冰洲石晶体 无旋光现象
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水晶有旋光现象
UP DOWN BACK
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因此，沿x方向偏振的入射光经过长度为L的磁光介质后将偏转 一个角度
L
(n n ) 0 n00
这就是法拉第旋转现象， 为磁致旋光率。
2
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代入菲涅耳方程
ˆ n [ E l (l E ) r E ] 0
2
由系数行列式为零，得到折射率n所满所足的方程 :
UP DOWN
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n [ l l l ] n [( rx ry )(l l )
(3)
AL’ AL
z
AR
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磁致旋光效应的旋转方向仅与磁场方向有关，而与光线传
播方向的正逆无关，这是磁致旋光现象与晶体的自然旋光现象 不同之处(即当光束往返通过自然旋光物质时，因旋转角相等方
向相反而相互抵消)。 但通过磁光介质时，只要磁场方向不变，
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2 E x exp(i nz) 0 E i exp(i 2 nz) exp(i 2 nz ) y 0 0 2 左旋
2 E x exp(i nz) 0 E i exp(i 2 nz) exp(i 2 nz ) y 0 0 2 右旋
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假设磁场沿z轴方向，取磁光介质中传播的平面波为 :
E (r , t ) E exp[i (t k r )] E{i[t k0 n(l x x l y y l z z )]}
式中lx、ly、lz为光波矢的方向余弦。
旋转角都朝一个方向增加，此现象表明磁致旋光效应是一个不 可逆的光学过程，因而可利用来制成光学隔离器或单通光闸等 器件。
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• 英国物理学家麦克尔· 法拉第（1791－1867），贫苦出 身，幼年失学，在印刷厂当童工时学习零星的科学知识 • 1812年，聆听戴维的讲演，得到戴维的赏识，到了实验 室当一名刷瓶子工人。次年成为戴维的助手。游历欧洲。 • 在电化学方面显示出卓越的实验才能，1824年选为皇家 学会会员。遭到戴维的妒忌，但法拉第一直心存感激。
可见Ez=0，即介质中传播的光波为横波，相应的传播模式为 右旋和左旋的两个圆偏振光波：
Ex iE y iE y
Ex 1 2 nz ) E exp( i 0 y i
由于外加磁场的作用， E x , E y二者之间产生了额外 使 的相位差。E y 超前（或落后） x 相位 / 2。 E
右旋矢量AR刚转回到原来的位置，此时左旋光矢量(由于vL≠vR )
转到A’L，于是合成的线偏振光A’相对于入射光的偏振方向转了 A A’ 一个角度，此值等于角的一半，即
= /2＝ （nR – nL）L/
可以看出，A’的偏振方向将随着光波的传播 向右旋转。这称为右旋光效应。
UP DOWN BACK
：旋光率。 4）旋光色散：
＝ ( )，旋光率随波长变化。
不同颜色的线振动面透过晶体后 被旋转的角度不同
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5）左旋和右旋晶体 一种结构是另一种 结构的镜像反演 线偏振光沿光轴通 过晶体后振动面一 种向左旋、另一种 向右旋。
所以两圆偏振光间存在一相位差
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(2) 当它们通过介质之后，又合成为一线偏振光，其偏振方向相对于
1 2
2
入射介质的线偏振光的振动方向， 将振幅A分解为左旋和右旋两矢量AL和AR ，假设介质的长度L使
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• 一生对科学一往情深，对金钱和地位不屑一顾。 • 热爱科普事业，1860年，69岁的法拉弟以《蜡烛 的化学故事》为题做了六次“圣诞科学讲座” • 英俄交战时期，拒绝了政府研制毒气的要求 • 从1820－1862，每天坚持做实验日记，1932年出 版，共七大卷3236页
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法拉第旋转的特殊规律
（1）自然旋光物质左右旋与光的传播方向无关
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（2）光沿磁场方向通过时，振动面右旋。 光逆磁场方向传播时，振动面左旋。
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2.5
光波在磁光介质中的传播
磁光效应是磁光调制的物理基础。当光波通过这种磁化的物体 (磁性
物质）时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。
磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其 中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下 的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度 的大小与沿光 束方向的磁场强H和光在介质中传播的长度L之积成正比，即 (1) 式中，V称为韦尔代(verdet)常数，它表示在单位磁场强度下线偏振光 通过单位长度的磁光介质后偏振方向旋转的角度。表列出了一些磁光
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（3）光束一正一反两次通过磁光介质时， 振动面转过角度 2 。 （4）法拉第旋转的用途
0 若： 45 则: 2 90 0
线偏振光返回后无法通过第一个偏振片， 成为光隔离器。
法拉第旋转器的应用
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4 2 rx x 2 ry y 2 rz z 2 2 2 x 2 y
rz ( rx l x2 ry l y2 ) rz ( rx ry )l z2 ] rz ( rx ry 2 ) 0
假设光波在立方晶体或各向同性介质中 2 （ rx ry rz n0 ）平行于磁化强度（z）方向（lx=ly=0， lz=1）传播，得
＝VHL
材料的韦尔代常数。
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Faraday Rotator
Brewster dielectric polarizers
装置、光路
Rotator
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理论分析
对于旋光现象的物理原因，可解释为外加磁场使介质分子的磁
矩定向排列，当一束线偏振光通过它时，分解为两个频率相同、初
相位相同的两个圆偏振光，其中一个圆偏振光的电矢量是顺时针方 向旋转，称为右旋圆偏振光，而另一个圆偏振光是逆时针方向旋转
的，称为左旋圆偏振光。这两个圆偏振光无相互作用地以两种略有
不同的速度 +＝c/nR和 -＝c/nL传播，它们通过厚度为L的介质之后 产生的相位延迟分别为:
UP DOWN BACK
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电磁波
• 1832年的一封信中实际上提出了电磁波的概念： “我认为，磁力从磁极出发的传播类似于起波 纹的水面的振动或者空气粒子的声振动。也就 是说，我打算把振动理论应用于磁现象，就像 对声音所作的那样，而且这也是光现象最可能 的解释。” • 1845年发现磁的旋光效应（法拉第效应） • 1846年提出光的本性是电力线和磁力线的振动
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当磁化强度较弱，B与H为线性关系，即=0为常量。因而旋 光率 与外加磁场强度在成正比, 式可写成:
VH
式中V称为韦尔德（Verdet）常数，它表示在单位磁场强度下 线偏振光波通过单位长度磁光介质后偏振方向旋转的角度。
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ˆ 在光频波段内，令 0 ，几乎所有的磁光现象都可得到解释。
引进等效介电系数张量
rx ˆ rij i 0
i
rx
0
0 0 rz
当磁场反向时， 的符号也要反号，即:
( B) ( B)
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4 n 2n0 n 2 n0 2 0 4 2
2 2 n n0
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代如菲涅耳方程 得，
i 0
i 0
0 E x E x iE y 0 E y iE x E y 0 2 2 n0 E z n0 E z
旋 光
1．石英的旋光现象
1）旋光现象 冰洲石晶体 无旋光现象
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水晶有旋光现象
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