晶体光学基础
晶体光学及光性矿物学中英文对照表
晶体光学及光性矿物学中英文对照表第一章晶体光学基础原理光波Optical wave可见光Visible light单色光Homogeneous light白光White light自然光Natural light偏振光Polarized light平面偏振光Plane polarized light偏光化作用Polarization反射Reflection折射Refraction不透明矿物Opaque mineral薄片Thinned section透明矿物Transparent mineral折射率Refractive index全反射Total reflection光性均质体Optical isotropic substance光性非均质体Optical anisotropic substance双折射Double refraction双折射率Birefringence光轴Optic axis一轴晶Uniaxial crystal二轴晶Biaxial crystal常光Ordinary ray非常光Extraordinary ray主折射率Principal refraction index最大双折射率Maximum birefringence光性指示体Indicatrix光率体Optic indicatrix主轴Principal axis主轴面Principal section园切面Circular section光性符号Optical sign主截面Principal section主折射率Principal refractive index光轴面Optic axial plane光轴角Optic axial angle锐角等分线Acute bisectrix钝角等分线Obtuse bisectrix光轴角公式Optic angle equation光性方位Optic orientation色散Dispersion折射率色散Refractive index dispersion色散曲线Dispersion curve双折射率色散Birefringence dispersion光率体色散Indicatrix dispersion第二章透明造岩矿物及宝石晶体光学鉴定常用仪器孔径N*A numerical aperture尼康NIKON奥林珀斯OLYMPUS第三章透明造岩矿物及宝石在单偏光镜下的晶体光学性质边缘Edge贝克线Becke line糙面Rough surface突起Relief突起等级Relief grade闪突起Twinkling解理Cleavage解理纹Trace of cleavage临界角Critical angle极完全解理Eminent cleavage完全解理Perfect cleavage不完全解理Imperfect cleavage颜色Colour多色性Pleochroism吸收性Absorption多色性公式Pleochroic formula吸收性公式Absorption formula正吸收Positive absorption反吸收Negative absorption 第四章透明造岩矿物及宝石在正交偏光镜下的晶体光学性质消光Extinction全消光Complete extinction消光位Extinction position光程差Path difference石英楔quartz wedge干涉色Interference color色序Color sequence级序Gradation sequence补色法则Compensation principle消色Subtractive color补色器Compensator试板Accessory plate云母试板Mica plate石膏试板Gypsum plate贝瑞克Berek倾斜消色器Tilting compensator谢纳蒙特Senarment布雷斯-科勒Brece-Kohler中村试板Nakamura half-shadow plate 莱特目镜Wright eyepiece消光类型Types of extinction平行消光Parallel extinction斜消光Inclined extinction对称消光Symmetrical extinction消光角Extinction angle延性Elongation正延性Positive elongation负延性Negative elongation延性符号Sign of elongation双晶Twin双晶面Twin plane双晶纹Trace of twin plane简单双晶Simple twin复式双晶Combined twin聚片双晶Polysynthetic twin轮式双晶Cyclic twin格子双晶Tartan twinning第五章透明造岩矿物及宝石在锥偏光镜下的晶体光学性质干涉图Interference figure勃氏镜Bertrand lens黑十字Dark cross干涉色圈Interference color circles波向图Skiodrome闪图Flash figure瞬变干涉图Transient axial figure马拉德Mallard托比Tobi第六章透明造岩矿物及宝石的晶体光学系统鉴定。
晶体光学整理复习资料
一、名词解释（1）折射：当入射光波进入透明物后，其传播的方向和速度都发生改变的现象称为折射。
（2）矿物的消光位：矿片在正交偏光镜下处于消光位的位置，称为消光位，处于消光位时矿片光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向一致。
（3）光率体：表示光波在晶体中传播，光波的振动方向与相应的折射率之间相关性指示体。
（4）干涉色：当白光通过正交偏光镜的矿片后，经干涉作用形成的颜色称为干涉色。
（5）晶体光性方向：晶体的光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方向（6）全消光：在正交偏光镜间，载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片，转动载物台360，矿片消光不改变，称为全消光。
（7）一轴晶：中级晶族中只有一个光轴方向，称为一轴晶（8）光性方向：光率体，主轴，晶体结晶轴三者之间的关系称为光性方向。
（9）二轴晶：低级晶族具有两个光轴方向，称为二轴晶。
（10）非均质体：中级晶族和低级晶族的矿物，其光学性质随方向而异称为光性非均质体。
（11）折射率的色散：同一晶体的折射率随单色光光波的波长不同而发生改变的现象称为折射率的色散。
（12）补色法则：两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面，在正交偏光镜间45位置重叠，光波通过这两个矿片后，总光程差的增减称为补色法则。
（13）多色性和吸收性：在单偏光镜下转动载物台时，许多有色非均质体矿片的颜色及颜色的深浅发生变化，这种由于光波在晶体中波动方向不同，而使矿物的颜色发生变化的现象称为多色性，颜色深浅发生变化的现象称为吸收性。
（14）矿物的突起：在岩石薄片中，各种不同矿物表面高低不同，这种矿物表面突起来的现象称为突起。
（15）矿物的闪突起：在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物边缘糙面及突起高低产生明显变化的现象称为闪突起。
（16）解理缝可视临界角：当解理面倾斜到一定角度时，解理缝就不见了，此时解理缝与矿片平面法线之间的夹角称为解理缝可见临界角。
（17）全反射临界角：入射光线的全部能量以反射光的形式全部返回入射介质的入射角。
《晶体光学》课件2
随着信息科学技术的快速发展，晶体光学与信息科学的交叉研究也越来越受到关注。例如，利用晶体光学原理，可以实现高速、高精度、高稳定性的光学信息处理和传输，为未来的通信和计算技术提供新的解决方案。
晶体光学在生物医学领域也有着广泛的应用前景。例如，利用晶体光学原理可以研究生物组织的结构和功能，为医学诊断和治疗提供新的手段。同时，晶体光学也可以用于药物研发和生物成像等领域，为生物医学研究提供新的工具和思路。
晶体光学在制造各种光学仪器中发挥着重要作用，如棱镜、透镜等。
晶体光学材料可作为激光介质，用于制造各种激光器。
在光纤通信领域，晶体材料可用于制造光波导等关键器件。
光学仪器制造
激光技术
通信技术
早在文艺复兴时期，科学家们就开始研究晶体的光学性质。
19世纪，费迪南德·布律内尔的研究为晶体光学的发展奠定了基础。
加强与其他学科领域的交叉融合，推动晶体光学在新型材料、光子器件、光电子学等领域的应用研究，促进相关领域的发展。
加强国际合作与交流，引进国外先进的理论和技术，提高我国晶体光学研究的整体水平。
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光学通信技术是现代通信领域的重要发展方向，而晶体光学在其中扮演着重要的角色。例如，利用晶体光学的原理可以实现光信号的调制、解调、滤波等功能，提高通信系统的传输速度和稳定性。
晶体光学理论为光学通信技术的发展提供了重要的理论支持，促进了通信技术的不断创新和进步。
生物医学成像技术是医学领域的重要应用，如常见的X射线、CT、MRI等技术，都需要利用晶体光学原理来实现图像的获取和解析。
晶体光学理论在生物医学成像技术的发展中发挥了重要作用，为医学诊断和治疗提供了更加准确和可靠的工具。
晶体光学的研究进展与未来展望
02晶体光学基础(二)
如果Ne、No随入射光波波长改 变的变化幅度不相同；可能有两种 情况。当Ne、No随入射光波波长增 大而变化幅度减小时，Ne、No色散 曲线之间的间距向波长增大方向变 小(图B)。各单色光光率体的Ne轴 与No轴长短差距变小，其双折率随 入射光波波长增大而减小。 当Ne、No随入射光波波长增大 而变化幅度增大时，Ne、No色散曲 线之间的间距向波长增大方向加大 (图C)。各单色光光率体的Ne轴与 No轴长短差距变大，其双折率随入 射光波波长增大而增大。在这两种 情况中，各单色光的光率体不仅大 小不同，而且旋转椭球体的长短轴 之比发生改变。
现以斜方晶系矿物镁橄榄石 为例说明二轴晶光率体的构成。 当光波沿镁橄榄石z晶轴方向 射入晶体时，发生双折射，分解 形成两种偏光。其一振动方向平 行X晶轴，测得相应的折射率值等 于1.715；另一种偏光振动方向平 行Y晶轴，测得相应的折射率值等 于1.651。在x晶轴方向上，由中 心向两边按比例截取折射率值 1.715，在y晶轴方向上，由中心 向两边按比例截取折射率值1.651； 以此二线段为长短半径构成垂直 入射光波(垂直z晶轴)的椭圆切面。
当 Ng-Nm ＜ Nm-Np 时 ， 为负光性。此时， Nm 值比 较接近 Ng 值，以 Nm 为半径， 在 Ng 轴与 Np 轴之间所作的 两个圆切面，必定更靠近 Ng 轴；而垂直两个圆切面 的两个光轴必更靠近 Np 轴。 因此，两个光轴之间的锐 角等分线必为Np轴。 由上述情况可知，二 轴晶矿物的光性符号也可 根据BXa是Ng轴还是Np轴确 定。当Bxa＝Ng时，为正光 性；Bxa＝Np时，为负光性。
2、低级晶族晶体的光性方位 低级晶族晶体(二轴晶)的 光率体为三轴椭球体，具有三 个互相垂直的三次对称轴(主 轴)，三个对称面(主轴面)和一 个对称中心。其对称要素与斜 方晶系晶体的对称要素(3L23PC) 相同。因此，斜方晶系晶体的 光性方位是：光率体的三个主 轴与晶体的三个结晶轴一致。 究竟是哪一个主轴与哪一个晶 轴一致，因矿物不同而不同， 如黄玉是Np＝X，Nm＝Y，Ng＝Z。
固体物理学基础晶体的非线性光学与光子晶体
固体物理学基础晶体的非线性光学与光子晶体在固体物理学的研究领域中，晶体的非线性光学与光子晶体是一个重要的研究课题。
本文将介绍晶体的非线性光学现象，并探讨光子晶体在光学中的应用。
一、晶体的非线性光学现象晶体是一种高度有序排列的原子、离子或分子的固体，拥有特殊的光学性质。
在晶体中，当光与晶体相互作用时，会产生非一致于线性光学性质的响应，这就是非线性光学现象。
1. 非线性光学效应非线性光学效应包括：- 非线性折射：当入射光强很强时，光线会发生折射角的变化；- 非线性吸收：当入射光强很强时，晶体会吸收部分光能；- 非线性色散：入射光的频率对折射率的变化不是线性关系；- 非线性光学压电效应：晶体中的离子在光场的作用下发生无规则的振动。
2. 非线性极化在非线性光学中，晶体的非线性极化效应是其中的重要机制之一。
根据光与晶格相互作用的形式，可以分为等离子体极化、电子极化和离子极化。
其中，等离子体极化主要在高频区起作用，电子极化和离子极化主要在低频区起作用。
3. 二次谐波发生器晶体的非线性光学现象常用于二次谐波发生器中。
二次谐波发生器利用非线性折射效应，将入射的单频光线转换为频率为二倍的谐波光线。
这一特性可以用于光学通信、激光器频率加倍和超快光学测量等领域。
二、光子晶体的应用光子晶体是一种周期性的介质结构，具有光禁带和光子带隙效应。
它可以控制光波的传播和操控，因此在光学中具有广泛的应用潜力。
1. 光子晶体的基本结构光子晶体的基本结构是由周期性排列的介质单元组成。
介质单元的尺寸和组成决定了光子晶体的光学性质。
光子晶体可以用于制造光学滤波器、反射镜和光波导等光学元件。
2. 光子晶体的光子带隙光子带隙是光子晶体的特殊性质之一，它可以阻止特定频率范围内的光波传播。
这种特性使光子晶体在光学通信、光学传感和光学计算等领域有着广泛的应用前景。
3. 光子晶体的光子引导由于光子晶体的周期性结构，它可以用作光子波导，实现光波的引导和控制。
晶体的光学性质及其应用
晶体的光学性质及其应用晶体是由有序排列的原子或分子结晶而成的有机物，是一种具有均质结构的物质。
在晶体中，光的传播受到了严格规定的限制，因此晶体的光学性质非常特殊，这种性质具有非常广泛的应用。
晶体具有自然的光学活性晶体的光学性质表现在其对偏振光的旋光性质。
偏振光是指只在一个方向上震荡的光，而晶体中自然发出的光则是未偏振光。
但当朝向晶体中的光传播方向发生旋转时，未偏振光就会发生偏振。
这是由于晶体具有对不对称分子结构，不同方向的分子旋转角度互相不同，从而使光旋转的方向发生变化。
这种现象称作自然光学活性。
晶体的双折射现象双折射是指当光线穿过晶体时会分成两束光线，分别沿着不同的方向传播，并且光线传播的速度也不同。
这个现象由于晶体中分子的空间排列呈现出某些特殊的对称性导致的，这个对称性可以被表示为对称轴或对称平面。
这种现象可以被用来制造双折射支撑倍频器。
晶体的偏光性质及其应用光源分光是指光的分光学分解为不同波长的单色光，而光的偏振性则对应着光的横向振动方式，晶体具有光的偏振性质。
通过光源分光和偏光器，可以得到偏振光，这种光从中穿过的晶体具有除了其他部分外的方向振动，因此可以形成光的旋转现象。
在显微镜下，这种现象可以显像偏振显微镜。
晶体光的波速度调制及其应用在晶体中，当一个光子进入晶体时，其波动特性与晶体中的原子结构相互作用。
通过这种相互作用，可以改变光的波速，并且可以在早期光通信系统中被用来传输数字信息。
在这种传输方式中，光的波速被快速调制，从而传输出的信息就是由快速变化的光的波速表现出来的。
晶体在光学中是一种非常美丽和独特的材料，并且也是一种非常有用的功能材料。
晶体的光学性质和应用非常多，一些应用比如水晶振荡器等已经广泛使用，而在其他一些领域，晶体的使用也在快速发展之中。
晶体光学与光性矿物学复习思考题
晶体光学与光性矿物学复习思考题《晶体光学与光性矿物学》复习思考题第一章晶体光学基础1.光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同？为什么？2.光波在非均质体中传播时，其传播速度及相应折射率值是取决于光波的传播方向？还是取决于光波的振动方向？3.光轴、一轴晶、二轴晶的概念？4.光率体的概念？一轴晶光率体、二轴晶光率体的形态特点？5.一轴晶光率体平行光轴的椭圆切面、垂直光轴的圆切面各有多少个？6.一轴晶光率体的光性正负是如何定义的？7.分别画出一轴晶正光性、负光性光率体的三种（垂直OA、平行OA、斜交OA）主要切面，指出各切面的双折射率，并注明每一个切面的光率体半径名称。
8.二轴晶光率体的光性正负是如何定义的？9.二轴晶光率体的主要光学要素有哪些？10.什么是光轴角(2V)、光轴面（AP）、光学法线？11.分别画出二轴晶正光性、负光性光率体垂直Bxa切面、垂直Bxo切面、垂直OA切面、平行AP切面、垂直AP的斜交OA切面，指出各切面的双折射率，并在各切面上标出光率体要素。
12.什么是光性方位？矿物的光性方位与所属晶系之间有何关系？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。
第三章单偏光显微镜下的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质？2.什么叫矿物的边缘、糙面？边缘的粗细和糙面的明显程度与哪些因素有关？为什么有的矿物(如橄榄石)边缘明显、糙面显著，而有的矿物(如石英)轮廓看不清楚、表明较为光滑？3.什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？4.什么叫突起？薄片中矿物的突起高低取决于什么因素？为什么在偏光显微镜下同一薄片中的不同矿物颗粒给人一种突起高低不同的感觉？5.如何规定突起的正负？在薄片中怎样确定正突起和负突起？6.举例说明矿物突起划分为哪6个等级？7.什么是闪突起？哪些矿物具闪突起？具有闪突起的晶体是否无论在任何切面都能见到闪突起？什么样的切面闪突起最明显？8.解理纹的可见度与哪些因素有关？9.辉石和斜长石都具有两组完全解理，在岩石薄片中，为什么辉石具解理缝的切面多于长石且解理纹很清楚？而斜长石的解理纹却难见到？10.角闪石具有两组完全解理，夹角为56°；在岩石薄片中，为什么有的切面上见到两个方向解理纹，有的切面只见到一个方向解理纹，而有的切面上见不到解理纹呢？测量解理夹角应在什么切面上进行？11.含黑云母的薄片中，为什么有的黑云母切面上看不见解理缝，而且多色性不明显？见到大部分黑云母颗粒不具解理纹；能说这种黑云母不具解理吗？为什么？12.什么叫矿物的颜色？矿物的颜色与哪些因素有关？13.什么是多色性？多色性明显程度与哪些因素有关？14.什么是吸收性和吸收性公式？15.矿物的多色性在什么方向切面上最明显？为什么？测定一轴晶和二轴晶矿物的多色性公式，需要选择什么方向的切面？16.如何利用黑云母确定下偏光振动方向？第四章正交偏光显微镜间的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质？2.什么叫消光？什么叫消光位？3.什么叫全消光？四次消光？哪些类型的切面可以呈全消光？四次消光？4.什么叫干涉色？干涉色与颜色的区别？5.Ⅰ～Ⅲ级干涉色色序？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级干涉色的特点？6.写出云母试板、石膏试板的光程差、干涉色及光率体椭圆半径的方位和名称。
(物理光学)第十五章 光的偏振和晶体光学基础-3
n e d 1 直且顶角均为30度的直角方解石 棱镜胶合成渥拉斯顿棱镜，当一束自然光垂直入射 时，求从棱镜出射的o光和e光的夹角。
f
n o 1 . 65836 , n e 1 . 48641
f
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
快（慢）轴
入射时 Entrance
出射时 (Exit)
线偏振光通过半波片后光矢量的转动
3、全波片(Full-wave plate)
n o n e d m , 对应的 2 m
称该晶片为全波片。 性质：
1）不改变入射光的偏振状态；
A
A
A
A
a)
光轴垂直于入射面
b ) 光轴平行于入射面
（二）偏振分束棱镜
1. 渥拉斯顿棱镜（Wollaston prism）：
利用两个正交的光轴分解光。材料：冰洲石。
no ne
f
制作 原理 思考
f arcsin
f
n 0
n e tg
2.洛匈棱镜（Rochon prism）
原理
光轴
90
。
。 Canada balsam
68 71
。
77
。 尼科耳棱镜（W.Nicol）
2. 格兰－汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜
光垂直于棱镜端面入射时
A
A
A＝ 光 轴
当入射光束不是平行光或平行光非正入射时
i
A
i' A＝ 光 轴
A
孔径角的限制
3. 格兰－付科棱镜（Glan-foucault prism）
2）只能增大光程差。