对于在各向同性介质中传播的
激光束,横向强度分布沿着由介质波矢量(=k矢量)定义的
光束轴传播。在各向异性(因此也是双折射的)
晶体中,情况不一定如此:强度分布可能偏离波矢量定义的方向,如图1所示,其中灰色线表示波前,蓝色表示具有显著
光学强度的区域。这种现象称为空间离散、双折射离散或坡印廷矢量离散(不要与时间离散混淆),与坡印廷矢量和波矢量之间的某个有限
角度ρ(称为离散角)有关。坡印亭矢量定义了能量传输的方向,而波矢量垂直于波阵面。
;ecF~-oku 空间离散仅发生在具有特殊
偏振态的光束中,该光束相对于光轴以某个角度θ传播,因此
折射率 ne 和相速度依赖于该角度。然后可以通过下式计算离散角
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]A[~2] )\^OI:E 其中负号表示离散发生在折射率降低的方向上。特殊折射率ne及其导数是特定角度θ的值。具有普通偏振的光束(其中折射率不依赖于传播角)不会发生离散。
(@9}FHJzi 在图1中夸大了走离角的大小。在典型情况下,它在几毫弧度和几十毫弧度之间的范围内。对于接近折射率椭球轴之一的传播方向,离散甚至可以变得更小。
G>"[nXmcu u e~1144 一个例子 Jo]g{GX[ 例如,假设一束激光束在铌酸锂晶体的x-z平面内沿某一方向传播。这种
材料是负单轴的,这意味着沿z轴(即光轴)偏振时折射率最小。在光束轴和z轴之间存在一定角度θ(<90°)的情况下,折射率随着θ的增大而减小。因此,离散指向更大的θ,即远离光轴。图2显示了计算结果。
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