Оптична индикатриса

Оптичната индикатриса е елипсоид, а оста на въртене съвпада с главната ос на симетрия на кристала. Основният участък на елипсоида, нормален на оста на въртене, е кръг. По посока на главната ос на симетрия светлинният лъч не претърпява двойно пречупване.
Илюстрация, свойства на оптичната индикатриса | Елипсоид на Френел за двуосен кристал. Ако оптичната индикатриса е елипсоид на въртене, тогава само в една посока на ИЛИ централната секция, перпендикулярна на нея, има формата на кръг, тази посока е оптичната ос. Очевидно тя съвпада с оста на въртене на елипсоида. Такава индикатриса съответства на едноосна среда.
Разположението на оптичната индикатриса в кристала е свързано с кристалната система и нейните оси на симетрия.
В оптичната индикатриса на кристал тези посоки са перпендикуляри на кръговите секции на индикатрисата. Както се вижда на ФИГ. Това е съществена оптична характеристика на кристали от нискокристални системи.
Коноскопични интерференционни модели, получени при преминаване на светлина през Z-срезаната плоча на кристал ADP. Линейно поляризирана светлина. поляризатори кръстосани. В този случай кръговият участък на оптичната индикатриса се трансформира в елиптичен с ориентация на полуосите 45 спрямо нейните кристалофизични оси. Ако светлината се предава по оста Z в този кристал, използвайки настройката, показана на фиг. 79, тогава при липса на поле върху кристала светлината няма да премине към екрана.
Специфичната форма на оптичната индикатриса изцяло зависи от свойствата на диелектричния тензор nt] -, който характеризира дадения кристал.
Вътре в кристала е изобразена оптична индикатриса. Ако искаме да знаем оптичния характер на кристала в посоката, посочена от стрелката А или успоредно на него (тъй като в кристалите всички паралелни посоки са идентични), тогава трябва психически да нарисуваме разрез през центъра на индикатрисата, перпендикулярен на тази посока. Този централен разрез ще представлява елипса, което е индикация за наличието на двойно пречупване на кристала в тази посока. Спомнете си, че разрезът на оптичната индикатриса, перпендикулярна на оптичната ос на кристала, където лъчът се движи без двойно пречупване, е кръг.
Имайте предвид, че оптичната индикатриса, строго погледнато, може да се използва, когато се разглеждат само линейно двойнопречупващи кристали. В случай на оптично активни кристали, оптичната индикатриса може да се използва, когато кръговото двойно пречупване може да бъде пренебрегнато в сравнение с линейното. Тази ситуация е доста често срещана на практика.
Обърнете внимание, че оптичната индикатриса на кварца е удължена, а тази на калцита е спънат елипсоид на въртене, ако описва експонентите ω и r. Елипсоидите със същата скорост на светлината ще имат същата форма като при термично разширение.
Ако който и да е участък от оптичната индикатриса е кръгъл, тогава посоката, перпендикулярна на равнината на тази секция, е оптичната ос на кристала. В общия случай има два кръгови участъка (1 и 2 на фиг. V. Такива кристали се наричат ​​двуосни. Оптичните оси в различни точки на кристала са двойно успоредни една на друга. Ако оптичната индикатриса е елипсоид въртене, тогава кристалът има само една оптична ос, съвпадаща с оста на въртене на елипсоида, и се нарича едноосен.
Всички изброени свойства на оптичната индикатриса са валидни, ако явленията на разпространението на вълната са описани с помощта на вълновата нормал. Нека разгледаме тази концепция по-подробно.
Оттук следва, че оптичната индикатриса е елипсоид, полуосите на който са равни на стойностите на показателя на пречупване re, re2, na, измерени по главните оси на кристала. Централният участък на оптичната индикатриса, нормален към посоката на разпространение на вълната, е елипса, чиито дължини на полуосите са равни на показателите на пречупване n и n на две вълни, пътуващи по тази посока.
Когато правите прорези през оптичната индикатриса, е лесно да се уверите, че във всички елипсовидни участъци дължината на една от осите е постоянна и равна на диаметъра на кръговото й сечение. Тъй като дължината на оста на елипсата е пропорционална на индекса на пречупване на един от поляризираните лъчи, във всеки разрез на кристала един от показателите на пречупване ще бъде постоянен.

Тази проекция може да се използва за изобразяване на промените в позицията на оптичните индикатрисни елементи в изоморфни серии, но не е достатъчно удобна за изобразяване на колебания в величините на пречупване на светлината, двупреломление, ъгъл на оптичните оси и ъгли на изчезване в тези серии.
Фазовите скорости ve могат да бъдат намерени с помощта на оптичния индикатрисен елипсоид.
Оптичният метод не може да разкрие присъствието на 180 домейна, тъй като оптичните индикатриси в тях имат еднаква ориентация.В този случай методът за химическо ецване на повърхността на пробата идва на помощ.
Това води до промяна в оптичния индекс на пречупване на течния кристал и контрол на оптичната индикатриса. При механични деформации оптичните свойства на LC също се променят поради ултраоптичния ефект.
В този случай светлината, линейно поляризирана под ъгъл от 45 спрямо основните оси на оптичната индикатриса, се разлага на два лъча, които излизат от кристала с определена разлика в пътя. Ако сега светлината премине през анализатора успоредно на поляризатора, двата компонента ще се намесят. Когато бялата светлина преминава през такава система, спектърът на изходящата светлина ще се състои от редовно редуващи се светли и тъмни ивици.

Оптичните свойства на анизотропните кристали се характеризират с триаксиален елипсоид с показател на пречупване или оптична индикатриса. Светлинна вълна, падаща перпендикулярно на равнината на който и да е участък от индикатрисата, се разлага в кристала на две вълни, чиито посоки на трептения са взаимно перпендикулярни. Всеки от тях може да бъде свързан със собствен спектър, който е част от спектъра на поглъщане на целия кристал, негов компонент. Спектрите, съответстващи на абсорбцията по трите основни оси на индикатрисата, се наричат ​​основни компоненти на кристалния спектър. Комбинацията от тези компоненти ще характеризира спектралните свойства на кристала по абсолютно същия начин, както комбинацията от трите основни показателя на пречупване характеризира неговите оптични свойства. В ромбичните кристали, към които принадлежи бензоловият кристал, осите на решетката съвпадат с осите на индикатрисата, а равнините на решетката, естествено, съвпадат с основните си напречни сечения.
Ако двете основни стойности на e са еднакви, например таралеж e2ey7, тогава оптичната индикатриса има формата на елипсоид на въртене около оста OX. Равнината YOZ пресича този елипсоид в кръг. Следователно, за всяка посока, перпендикулярна на оста OX, стойностите на r са еднакви, а самите тези посоки са основните. Анизотропните кристали с това свойство се наричат ​​едноосни, а оста OX се нарича оптична ос на едноосен кристал в точка О. За различните точки О на кристала оптичните оси са успоредни една на друга. Следователно концепцията за оптичната ос на кристала се различава от концепцията за ос, приета в геометрията. Оптичната ос на кристала не е една специална права линия в него, подобна, например, на оста на симетрия на тялото, а характеризира само определена избрана посока в този кристал.
В този случай посоката на ъгъла на синхронност по отношение на удължението на оптичната индикатриса на работната течност е от голямо значение. Така нареченият некритичен 90-градусов синхрон е оптимален, когато се изключва несъответствието на вълните поради структурно двойно пречупване. Посочените характеристики на оптичните индикатриси се определят от кристалохимичните характеристики на решетката и, например, известен е голям брой кристали, които имат висока нелинейна оптична възприемчивост и широк диапазон на спектрална прозрачност, които не могат да се използват в устройства за преобразуване радиационната честота на оптичния диапазон само поради малкото структурно двойно пречупване или неблагоприятния характер на дисперсията, с изключение на възможността за съществуващи.
Изследването на кристали в сближаваща се поляризирана светлина дава възможност да се определи ориентацията на кристала, неговата оптична индикатриса, да се измери ъгълът на оптичните оси, оптичният знак, дисперсията на оптичните оси, въртенето на равнината на поляризация, коефициентът на електро- оптичен ефект.
Ако двете основни стойности на e са еднакви, например ee, таралеж, тогава оптичната индикатриса има формата на елипсоид на въртене около оста OX. Равнината YOZ пресича този елипсоид в кръг. Следователно, за всяка посока, перпендикулярна на оста OX, стойностите на e са еднакви, а самите тези посоки са основните. Анизотропните кристали с това свойство се наричат ​​едноосни, а оста OX се нарича оптична ос на едноосен кристал в точка О. За различните точки О на кристала оптичните оси са успоредни една на друга. Следователно концепцията за оптичната ос на кристала се различава от концепцията за ос, приета в геометрията. Оптичната ос на кристала не е една специална права линия в него, подобна, например, на оста на симетрия на тялото, а характеризира само определена избрана посока в този кристал.
Освен това за всички кристали, с изключение на кубичните, е необходимо да се знае ориентацията на оптичната индикатриса по отношение на кристалните оси.
Количеството ne зависи от посоката на нормалния N и може да се определи с помощта на оптичната индикатриса на кристала.
Подобно на примерите за определяне на оптичните характеристики на който и да е участък от едноосни кристали, също е възможно, използвайки съответните оптични индикатриси, да се определят оптичните характеристики на участъците от двуосни кристали.
Ако двете основни стойности на e са еднакви, например ku, например, fex, тогава оптичната индикатриса има формата на елипсоид на въртене около оста OX. Равнината YOZ пресича този елипсоид в кръг. Следователно, за всяка посока, перпендикулярна на оста OX, стойностите на e са еднакви, а самите тези посоки са основните. Анизотропните кристали с това свойство се наричат ​​едноосни, а оста OX се нарича оптична ос на едноосен кристал в точка О. За различните точки О на кристала оптичните оси са успоредни една на друга. Следователно концепцията за оптичната ос на кристала се различава от концепцията за ос, приета в геометрията. Оптичната ос на кристала не е една специална права линия в него, подобна например на оста на симетрия на тялото, а характеризира само определена избрана посока в този кристал.
Ако към кристала се приложи силно електрическо поле, то поради промяна в показателя на пречупване оптичната индикатриса се деформира.

В кристалите на всички средни системи (тригонални, тетрагонални и шестоъгълни) оста на въртене на оптичната индикатриса съвпада с оста на най-високото име (L3, или L4, или L6) на кристала.
Лъчи в кристала | Оптична индикатриса на едноосен кристал. Светлината, разпространяваща се в кристал, се характеризира с елиптично сечение, преминаващо през центъра на оптичната индикатриса, перпендикулярна на посоката на разпространение на светлината. И така, на фиг. Фигура 11 показва SO светлинен лъч, падащ върху кристал, и елиптично сечение ABCD на индикатрисата, перпендикулярна на лъча. Полуосите на елипсата са равни на показателите на пречупване на кристала за лъчи, чиито направления съвпадат с направленията на полуосите на елипсата.
Интерферентните цветове в кристалографията се използват за определяне на двойното пречупване на кристалите, както и за установяване на ориентацията на оптичната индикатриса на кристал.
При изучаването на разпространението на светлината в анизотропна среда въведохме четири спомагателни повърхности - лъчев елипсоид и оптична индикатриса, лъчева повърхност и нормална повърхност. Ако знаем формата на една от тези повърхности, тогава чрез подходящи трансформации можем да определим формата на всяка друга. Имайте предвид, че оптичната индикатриса дава възможност да се изследват оптичните свойства на кристала по особено прост начин.
Това се дължи преди всичко на относителната простота на получаване на съответните експериментални данни - основните показатели на пречупване на кристала и посоките на осите на оптичната индикатриса. Зависимостта на оптичните характеристики на кристала от неговата структура е съвсем ясна и като цяло изглежда по следния начин.
Повърхността, преминаваща през краищата на радиус вектори r има формата на елипсоид (фиг. 8.1) и се нарича оптична индикатриса на средата или елипсоида на показателя на пречупване на средата. Осите на симетрия на този елипсоид са взаимно перпендикулярни и определят три основни посоки в средата.
В триосен елипсоид има две посоки OPr и OP2 (фиг. 2.5.3), за които централните секции на оптичната индикатриса са кръгли.
Зависимост на промяната в честотата на излъчване на параметричния генератор на светлина от температурата на кристала Овладяване на дължините на вълните на кохерентното излъчване. Настройката на дължината на вълната може да се извърши и чрез промяна на температурата на кристала, което влияе върху формата на оптичната индикатриса на кристала и следователно върху посоката на фазовото съвпадение.