光敏感材料第八章第二講第一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日光—電轉(zhuǎn)換特性外光電效應(yīng)：物質(zhì)受到光照后向外發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為。這種效應(yīng)多發(fā)生于金屬和金屬氧化物。內(nèi)光電效應(yīng)：物質(zhì)受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物質(zhì)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)而不會(huì)逸出物質(zhì)外部的現(xiàn)象。包括（1）光電導(dǎo)效應(yīng)－電導(dǎo)率發(fā)生變化；（2）光生伏特效應(yīng)－產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。光電效應(yīng)當(dāng)光照射到物體上使物體發(fā)射電子，或?qū)щ娐拾l(fā)生變化，或產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)等，這種因光照而引起物體電學(xué)特性的改變統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)可歸納為兩大類：播放視頻光電效應(yīng)第二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）光電發(fā)射第一定律（也叫斯托列托夫定律）

當(dāng)入射光線的頻譜成分不變時(shí)，光電陰極的飽和光電發(fā)射電流IK

與被陰極所吸收的光通量ΦK

成正比。即

IK=SKΦK式中SK為表征光電發(fā)射靈敏度的系數(shù)。它是用光電探測(cè)器進(jìn)行光度測(cè)量、光電轉(zhuǎn)換的一個(gè)最重要的依據(jù)。（2）光電發(fā)射第二定律（也叫愛(ài)因斯坦定律）

發(fā)射出光電子的最大動(dòng)能隨入射光頻率的增高而線性地增大，而與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)。即光電子發(fā)射的能量關(guān)系符合愛(ài)因斯坦方程：第三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（3）光電發(fā)射第三定律

當(dāng)光照射某一給定金屬或某種物質(zhì)時(shí)，無(wú)論光的強(qiáng)度如何，如果入射光的頻率小于這一金屬的紅限vo，就不會(huì)產(chǎn)生光電子發(fā)射。顯然，在紅限處光電子的初速應(yīng)該為零，因此，金屬的紅限為

vo=φo/h

（4）光電發(fā)射的瞬時(shí)性

光電發(fā)射的瞬時(shí)性是光電發(fā)射的一個(gè)重要特性。實(shí)驗(yàn)證明，光電發(fā)射的延遲時(shí)間不超過(guò)3×10-13s的數(shù)量級(jí)。因此，實(shí)際上可以認(rèn)為光電發(fā)射是無(wú)慣性的，這就決定了外光電效應(yīng)器件具有很高的頻響。第四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日單位時(shí)間內(nèi),從受光照射的電極上釋放出來(lái)的光電子數(shù)目N與入射光的強(qiáng)度I成正比。規(guī)律一規(guī)律二光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比。光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率呈線性地增加,與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)。當(dāng)光照射某一金屬時(shí),無(wú)論光強(qiáng)如何,照射時(shí)間多長(zhǎng),只要入射光的頻率ν小于這一物質(zhì)的紅限ν0(ν<ν0),就不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)。規(guī)律三規(guī)律四第五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(一)光電管及其基本特性1.結(jié)構(gòu)與工作原理

光電管有真空光電管和充氣光電管或稱電子光電管和離子光電管兩類。兩者結(jié)構(gòu)相似，如圖。光電管的結(jié)構(gòu)示意圖

光陽(yáng)極光電陰極光窗

它們由一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極構(gòu)成，并且密封在一只真空玻璃管內(nèi)。陰極裝在玻璃管內(nèi)壁上，其上涂有光電發(fā)射材料。陽(yáng)極通常用金屬絲彎曲成矩形或圓形，置于玻璃管的中央。插入光電效應(yīng)3:20——4:20第六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日GD-10型號(hào)光電管第七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）光電管的伏安特性2、主要性能在一定的光照射下，對(duì)光電器件的陰極所加電壓與陽(yáng)極所產(chǎn)生的電流之間的關(guān)系稱為光電管的伏安特性。光電管的伏安特性如圖所示。它是應(yīng)用光電傳感器參數(shù)的主要依據(jù)。光電管的伏安特性5020μlm40μlm60μlm80μlm100μlm120μlm100150200024681012U/VIA/μA光電器件的性能主要由伏安特性、光照特性、光譜特性、響應(yīng)時(shí)間、峰值探測(cè)率和溫度特性來(lái)描述。第八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

通常指當(dāng)光電管的陽(yáng)極和陰極之間所加電壓一定時(shí)，光通量與光電流之間的關(guān)系為光電管的光照特性。其特性曲線如圖所示。曲線1表示氧銫陰極光電管的光照特性，光電流I與光通量成線性關(guān)系。曲線2為銻銫陰極的光電管光照特性，它成非線性關(guān)系。光照特性曲線的斜率（光電流與入射光光通量之間比）稱為光電管的靈敏度。

光電管的光照特性255075100200.51.52.0Φ/1mIA/μA1.02.51（2）光電管的光照特性第九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

保持光通量和陰極電壓不變，陽(yáng)極電流與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系叫光電管的光譜特性。（3）光電管光譜特性由于光陰極對(duì)光譜有選擇性，因此光電管對(duì)光譜也有選擇性。(1)紅線頻率限制：一般對(duì)于光電陰極材料不同的光電管，它們有不同的紅限頻率υ0，因此它們可用于不同的光譜范圍。（3）除此之外，即使照射在陰極上的入射光的頻率高于紅限頻率υ0，并且強(qiáng)度相同，隨著入射光頻率的不同，陰極發(fā)射的光電子的數(shù)量還會(huì)不同，即同一光電管對(duì)于不同頻率的光的靈敏度不同，這就是光電管的光譜特性。所以，對(duì)各種不同波長(zhǎng)區(qū)域的光，應(yīng)選用不同材料的光電陰極。(2)光電流正比于入射光強(qiáng)度。第十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

國(guó)產(chǎn)GD-4型的光電管，陰極是用銻銫材料制成的。其紅限λ0=7000?，它對(duì)可見(jiàn)光范圍的入射光靈敏度比較高，轉(zhuǎn)換效率：25%~30%。它適用于白光光源，因而被廣泛地應(yīng)用于各種光電式自動(dòng)檢測(cè)儀表中。對(duì)紅外光源，常用銀氧銫陰極，構(gòu)成紅外傳感器。對(duì)紫外光源，常用銻銫陰極和鎂鎘陰極。另外，銻鉀鈉銫陰極的光譜范圍較寬，為3000~8500?，靈敏度也較高，與人的視覺(jué)光譜特性很接近，是一種新型的光電陰極；但也有些光電管的光譜特性和人的視覺(jué)光譜特性有很大差異，因而在測(cè)量和控制技術(shù)中，這些光電管可以擔(dān)負(fù)人眼所不能勝任的工作，如坦克和裝甲車的夜視鏡等。

一般充氣光電管當(dāng)入射光頻率大于8000Hz時(shí)，光電流將有下降趨勢(shì)，頻率愈高，下降得愈多。第十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（二）、光電倍增管及其基本特性

當(dāng)入射光很微弱時(shí)，普通光電管產(chǎn)生的光電流很小，只有零點(diǎn)幾μA，很不容易探測(cè)。這時(shí)常用光電倍增管對(duì)電流進(jìn)行放大，下圖為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。硫光電倍增管

用于ANTEK9000硫氮分析儀上的硫檢測(cè)器中，是檢測(cè)熒光信號(hào)的關(guān)鍵部件。1.結(jié)構(gòu)和工作原理插入光電效應(yīng)4:26——6:20第十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）光陰極是由半導(dǎo)體光電材料銻銫做成；入射光光電陰極第一倍增極陽(yáng)極第三倍增極（3）陽(yáng)極是最后用來(lái)收集電子的，收集到的電子數(shù)是陰極發(fā)射電子數(shù)的105～106倍。即光電倍增管的放大倍數(shù)可達(dá)幾萬(wàn)倍到幾百萬(wàn)倍。光電倍增管的靈敏度就比普通光電管高幾萬(wàn)倍到幾百萬(wàn)倍。因此在很微弱的光照時(shí)，它就能產(chǎn)生很大的光電流。由光陰極、次陰極(倍增電極)以及陽(yáng)極三部分組成。（2）次陰極是在鎳或銅-鈹?shù)囊r底上涂上銻銫材料而形成的，次陰極多的可達(dá)30級(jí)；第十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)用具有一定能量或速度的電子（或離子等其他粒子）轟擊金屬等物質(zhì)時(shí),也會(huì)引起電子從這些物體中發(fā)射出來(lái),這種物理現(xiàn)象稱為二次電子發(fā)射。二次電子發(fā)射：

被發(fā)射出的電子叫做二次電子,而引起二次電子出現(xiàn)的入射粒子叫做原粒子。如果在真空中用電子轟擊金屬表面,那么會(huì)發(fā)現(xiàn)從金屬上發(fā)射出的反電流（二次電子）。在一次電子能量足夠大的情況下,與一次電子到達(dá)這一表面的同時(shí),從被轟擊面上發(fā)出的二次電子數(shù)可以達(dá)到一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)值。

對(duì)于相同的二次電子陰極材料和相同的一次電子能量,二次電子數(shù)和一次電子數(shù)成正比。=n2/n1，式中，為二次電子發(fā)射系數(shù)。它表示一個(gè)一次電子所產(chǎn)生的二次電子數(shù)。

二次發(fā)射系數(shù)取決于一次電子的能量。隨著一次電子能量增大,很快上升。在一次電子的能量約為400～800eV時(shí)達(dá)到極大值。繼續(xù)增加一次電子的能量,則發(fā)生了的下降。在一次電子的能量很大時(shí),重新降為較小的數(shù)值。金屬的發(fā)射系數(shù)極大值不大，大約在1～1.4的范圍內(nèi)。第十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日M與所加電壓有關(guān)，M在105～

108之間，穩(wěn)定性為1％左右，加速電壓穩(wěn)定性要在0.1％以內(nèi)。如果有波動(dòng)，倍增系數(shù)也要波動(dòng)，因此M具有一定的統(tǒng)計(jì)漲落。一般陽(yáng)極和陰極之間的電壓為1000～

2500V，兩個(gè)相鄰的倍增電極的電位差為50

～

100V。對(duì)所加電壓越穩(wěn)越好，這樣可以減小統(tǒng)計(jì)漲落，從而減小測(cè)量誤差。2、主要參數(shù)（1）倍增系數(shù)M如果n個(gè)倍增電極的δ都相同，則等于n個(gè)倍增電極的二次電子發(fā)射系數(shù)δ的乘積。i—光電陰極的光電流陽(yáng)極電流I為光電倍增管的電流放大倍數(shù)β為:第十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日103104105106255075100125極間電壓/V

放大倍數(shù)光電倍增管的特性曲線第十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

一個(gè)光子在陰極上能夠打出的平均電子數(shù)叫做光電倍增管的陰極靈敏度。而一個(gè)光子在陽(yáng)極上產(chǎn)生的平均電子數(shù)叫做光電倍增管的總靈敏度。光電倍增管的最大靈敏度可達(dá)10A/lm，極間電壓越高，靈敏度越高；但極間電壓也不能太高，太高反而會(huì)使陽(yáng)極電流不穩(wěn)。另外，由于光電倍增管的靈敏度很高，所以不能受強(qiáng)光照射，否則將會(huì)損壞。（2）光電陰極靈敏度和光電倍增管總靈敏度（3）暗電流

一般在使用光電倍增管時(shí)，必須把管子放在暗室里避光使用，使其只對(duì)入射光起作用；但是由于環(huán)境溫度、熱輻射和其它因素的影響，即使沒(méi)有光信號(hào)輸入，加上電壓后陽(yáng)極仍有電流，這種電流稱為暗電流，這是熱發(fā)射所致或場(chǎng)致發(fā)射造成的，這種暗電流通常可以用補(bǔ)償電路消除。第十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日光電倍增管的應(yīng)用：由于光電倍增管增益高和響應(yīng)時(shí)間短，又由于它的輸出電流和入射光子數(shù)成正比，所以它被廣泛使用在天體廣度測(cè)量和天體分光光度測(cè)量中。

其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高，可以測(cè)量比較暗弱的天體，還可以測(cè)量天體光度的快速變化。天文測(cè)光中，應(yīng)用較多的是銻銫光陰極的倍增管,如RCA1P21。這種光電倍增管的極大量子效率在4200埃附近，為20％左右。還有一種雙鹼光陰極的光電倍增管,如GDB-53。它的信噪比的數(shù)值較RCA1P21大一個(gè)數(shù)量級(jí)，暗流很低。為了觀測(cè)近紅外區(qū)，常用多鹼光陰極和砷化鎵陰極的光電倍增管，后者量子效率最大可達(dá)50％。第十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第二十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

材料吸收光子能量后導(dǎo)致導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴數(shù)目增加，形成非平衡附加載流子，使非傳導(dǎo)態(tài)電子變?yōu)閭鲗?dǎo)態(tài)電子，使載流子濃度顯著增大，因而導(dǎo)致材料電導(dǎo)率增大。1、定義光照變化引起半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率的變化的現(xiàn)象稱光電導(dǎo)效應(yīng)。

當(dāng)光提供的能量達(dá)到禁帶寬度的能量值時(shí)，價(jià)帶的電子躍遷到導(dǎo)帶，在晶體中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自由電子和一個(gè)空穴，這兩種載流子都參與導(dǎo)電。來(lái)自帶間躍遷的非平衡載流子引起的光電導(dǎo)叫做本征光電導(dǎo)。本征光電導(dǎo)2、分類雜質(zhì)光電導(dǎo)（1）本證光電導(dǎo)第二十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3、最大相應(yīng)波長(zhǎng)

入射光的光子能量等于或大于該激發(fā)過(guò)程相應(yīng)的能隙ΔE(禁帶寬度或雜質(zhì)能級(jí)到某一能帶限的距離)，也就是光電導(dǎo)有一個(gè)最大的響應(yīng)波長(zhǎng)，稱為光電導(dǎo)的長(zhǎng)波限λC來(lái)自雜質(zhì)能級(jí)上電子或空穴的電離引起的光電導(dǎo)稱為雜質(zhì)光電導(dǎo)。（2）雜質(zhì)光電導(dǎo)λC=1.24/ΔE

單位：λC：μm；ΔE：eV第二十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日4、數(shù)學(xué)描述光照引起半導(dǎo)體電導(dǎo)率的增加量。：半導(dǎo)體在光照下的電導(dǎo)率：半導(dǎo)體在無(wú)光照時(shí)的電導(dǎo)率Δn和Δp—電子的濃度和空穴濃度增量。—電子、空穴的遷移率n＝n0＋Δn，p＝p0＋Δp，（1）附加電導(dǎo)率第二十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(2)光電導(dǎo)的相對(duì)值為對(duì)光電導(dǎo)率有貢獻(xiàn)的載流子主要是多數(shù)載流子。在本征半導(dǎo)體中，光激發(fā)的電子和空穴數(shù)量雖然相等，但是在復(fù)合前，光生少數(shù)載流子往往被陷住，對(duì)光電導(dǎo)無(wú)貢獻(xiàn)。(3)實(shí)際應(yīng)用光電導(dǎo)公式第二十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日通常把在恒定光照下的光電導(dǎo)數(shù)值稱為定態(tài)光電導(dǎo)。（4）光電導(dǎo)（按電導(dǎo)率分類）的類型①直線性光電導(dǎo)②拋物線性光電導(dǎo)在低光強(qiáng)照射下，定態(tài)光電導(dǎo)率與光強(qiáng)呈線性關(guān)系－直線性光電導(dǎo)。比如：（Ge、Si等）定態(tài)光電導(dǎo)率與光強(qiáng)的平方根成正比。還有些半導(dǎo)體（如CdS、ZnS等），在低光強(qiáng)下是直線性光電導(dǎo)，在強(qiáng)光下是拋物線性光電導(dǎo)。（如TeS）

兩種光電導(dǎo)反映著兩種簡(jiǎn)單的復(fù)合規(guī)律，光電導(dǎo)率的變化直接體現(xiàn)為Δn和Δp的變化，其值由光生載流子的產(chǎn)生過(guò)程和復(fù)合過(guò)程的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程決定。第二十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日5、光電導(dǎo)的弛豫過(guò)程光電導(dǎo)材料從光照開(kāi)始到獲得穩(wěn)定的光電流是要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的。同樣光照停止后光電流也是逐漸消失的。這些現(xiàn)象稱為弛豫過(guò)程或響應(yīng)時(shí)間。光電導(dǎo)上升和下降所需的時(shí)間一般稱為

弛豫時(shí)間或稱為響應(yīng)時(shí)間。顯然，弛豫時(shí)間長(zhǎng)---光電導(dǎo)反應(yīng)慢---慣性大；弛豫時(shí)間短---光電導(dǎo)反應(yīng)快---慣性小。

在分析定態(tài)光電導(dǎo)和光強(qiáng)之間的關(guān)系時(shí)，通常討論下面的兩種情況：直線性光電導(dǎo)的弛豫過(guò)程和拋物線性光電導(dǎo)的弛豫過(guò)程。這兩種典型情況的△n（或△p）與光強(qiáng)的關(guān)系可表示成：△n=I式中為光電轉(zhuǎn)換因子，一般指在某一光強(qiáng)范圍內(nèi)的值第二十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）直線性光電導(dǎo)的弛豫過(guò)程α：光電導(dǎo)體對(duì)光的吸收系數(shù)；β:量子產(chǎn)額；τ為光生載流子壽命;In：以光子計(jì)算的入射光強(qiáng)（即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的光子數(shù)）；光電導(dǎo)上升：光電導(dǎo)下降：直線性光電導(dǎo)上升和下降曲線1-1/e1/e1t第二十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）拋物線性光電導(dǎo)的弛豫過(guò)程0.510.75tt第二十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日6、本征光電導(dǎo)的光譜分布半導(dǎo)體的光電導(dǎo)與入射光的波長(zhǎng)有密切的關(guān)系，通常有某一波長(zhǎng)為峰值，往長(zhǎng)波方向和短波方向光電導(dǎo)均會(huì)下降。（1）本征光電導(dǎo)的光譜分布第二十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日2）雜質(zhì)光電導(dǎo)的光譜分布圖是典型的鍺摻金雜質(zhì)光電導(dǎo)光譜分布。6、本征光電導(dǎo)的光譜分布第三十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日1、定義光照使不均勻或均勻半導(dǎo)體中光生電子和空穴在空間分開(kāi)而產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。光生伏特效應(yīng)是把光能變?yōu)殡娔艿囊环N效應(yīng)。第三十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日2、分類（1）光生伏特效應(yīng)

在不均勻的半導(dǎo)體中，由于同質(zhì)的半導(dǎo)體不同的摻雜形成的P－N結(jié)、不同的半導(dǎo)體組成的異質(zhì)結(jié)或金屬與半導(dǎo)體接觸形成的肖特基勢(shì)壘都存在內(nèi)建電場(chǎng)。當(dāng)光照這種晶體時(shí)，由于半導(dǎo)體對(duì)光的吸收而產(chǎn)生了光生電子和空穴，它們?cè)趦?nèi)建電場(chǎng)的作用下就會(huì)向相反的方向移動(dòng)和積聚而產(chǎn)生電位差。

在均勻半導(dǎo)體中沒(méi)有內(nèi)建電場(chǎng)。當(dāng)光照這種半導(dǎo)體一部分時(shí)，由于光生載流子濃度梯度的不同而引起載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。但電子和空穴的遷移率不相等，使得在不均勻光照時(shí)，由于兩種載流子擴(kuò)散速度的不同而導(dǎo)致兩種電荷的分開(kāi)，從而出現(xiàn)光生電勢(shì)。（2）丹倍效應(yīng)第三十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3、以PN結(jié)舉例說(shuō)明光生伏特效應(yīng)

只要入射光子能量比半導(dǎo)體禁帶寬度大，在結(jié)區(qū)、P區(qū)(空穴)區(qū)和N（電子）區(qū)都會(huì)引起本征激發(fā)而產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，N區(qū)的光生空穴和P區(qū)的光生電子會(huì)向結(jié)區(qū)擴(kuò)散，只要在載流子壽命時(shí)間內(nèi)到達(dá)結(jié)區(qū)，強(qiáng)大的內(nèi)建電場(chǎng)就會(huì)把P區(qū)的光生電子拉向N區(qū)，把N區(qū)的光生空穴拉向P區(qū)，因而導(dǎo)致在N區(qū)邊界有光生電子積累，在P區(qū)邊界有光生空穴積累，產(chǎn)生一個(gè)與內(nèi)建電場(chǎng)相反的光生電場(chǎng)，使原來(lái)的勢(shì)壘高度降低，相當(dāng)于在PN結(jié)上加上一個(gè)正向電壓V，這就是光生電動(dòng)勢(shì)。與外電路相連，就有電流流過(guò)，PN結(jié)起電池作用。第三十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日短路光電流ISC

：短路時(shí)由內(nèi)電場(chǎng)分開(kāi)的非平衡載流子沿外電路流動(dòng)，不產(chǎn)生電荷的積累，光生電壓為零，這是得到的最大電流。pn開(kāi)路電壓Voc：既是光生電動(dòng)勢(shì)。有光照pnRVId反向飽和電流IS：Eg:半導(dǎo)體禁帶寬度；A0：與溫度和材料有關(guān)的常數(shù)暗電流：外電路接上電阻，PN結(jié)加上正向電壓，無(wú)光照時(shí)，RpnVV0ISV:PN結(jié)電壓；K：波爾茲曼常數(shù)q:電子電量；T:絕對(duì)溫度第三十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日光電流pnRV有光照IdISCIL光電壓：當(dāng)IL=0時(shí)第三十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日各向同性物質(zhì)外界作用各向異性物質(zhì)各向異性物質(zhì)外界作用物質(zhì)的各向異性變化第三十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日雙折射基本概念光的傳播速度與光的傳播方向無(wú)關(guān)；與光的偏振狀態(tài)無(wú)關(guān)。玻璃片放在有字的紙上一字一象.光的傳播速度與光傳播方向有關(guān)；與光的偏振狀態(tài)有關(guān)。2、光學(xué)各向異性媒質(zhì)1、光學(xué)各向同性媒質(zhì)第三十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3、雙折射現(xiàn)象

一束自然光在各向異性媒質(zhì)的分界面上發(fā)生折射時(shí)產(chǎn)生兩束折射光。透明的方解石晶體放在紙上一字雙象用檢偏器檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn):----o光、e光都是線偏振光。尋常光線和非常光線尋常光線（o光）:遵循折射定律非常光線（e光）:不遵循折射定律o光、e光在晶體中具有不同的傳播速度4晶體的光軸

光學(xué)各向異性的晶體內(nèi)，存在著特殊的方向，在該方向上，不產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。該方向稱為晶體的光軸。第三十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日光光當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)，o光不動(dòng)，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)雙折射紙面方解石晶體第三十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日

光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體第四十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日方解石AB2107821078方解石碳酸鈣晶體結(jié)構(gòu)：形狀為平行六面體各晶面為菱形一對(duì)約102的鈍角一對(duì)約78的銳角沿解理面截取的等棱長(zhǎng)的方解石菱塊菱體的四對(duì)頂點(diǎn)中只有一對(duì)頂點(diǎn)是由三個(gè)鈍角面會(huì)合而成（圖中、）AB2107878210210782107878210210787878210210210782107821078點(diǎn)擊鼠標(biāo)，步進(jìn)顯示各側(cè)面鈍、銳角關(guān)系第四十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日方解石的光軸方解石碳酸鈣晶體結(jié)構(gòu)：形狀為平行六面體各晶面為菱形一對(duì)約102的鈍角一對(duì)約78的銳角AB2107821078菱體的四對(duì)頂點(diǎn)中只有一對(duì)頂點(diǎn)是由三個(gè)鈍角面會(huì)合而成（圖中、）AB點(diǎn)擊鼠標(biāo)，步進(jìn)顯示各側(cè)面鈍、銳角關(guān)系沿解理面截取的等棱長(zhǎng)的方解石菱塊CCCCCC通過(guò)A或B，并與三個(gè)會(huì)合鈍角的界面成等角的直線方向，就是方解石晶體的光軸方向（對(duì)于嚴(yán)格等棱長(zhǎng)的方解石菱體，即AB連線方向）與此平行通過(guò)晶體的直線都是光軸方向，常用CC表示第四十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日續(xù)上方解石AB2107821078沿解理面截取的等棱長(zhǎng)的方解石菱塊通過(guò)或，并與三個(gè)鈍角會(huì)合界面成等角的直線方向，就是方解石晶體的光軸方向。AB與此方向平行通過(guò)方解石的一切直線都是方解石晶體的光軸方向用表示CCCC若磨平頂點(diǎn)，AB沿光軸方向入射一細(xì)光束，晶體中o光和e光的傳播方向和速度大小相同無(wú)雙折射現(xiàn)象第四十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日5主平面和主截面主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····o光的振動(dòng)方向垂直于o光的主平面；e光的振動(dòng)方向平行于e光的主平面。第四十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日主截面：晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面。6晶體的主折射率，正晶體、負(fù)晶體光矢量振動(dòng)方向與晶體光軸的夾角不同,光的傳播速度也不同，沿晶體光軸方向o光和e光的傳播速度相同。························vot光軸光軸vetvot主平面：包含晶體光軸和光線的平面。第四十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日o光:e光:

n0，ne稱為晶體的主折射率正晶體:ne>no負(fù)晶體:ne<novotvet光軸

負(fù)晶體(vo<ve)子波源子波源votvet光軸

正晶體

(vo>ve)(e<o)(e>