Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Филиппова Ирина Сергеевна

Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах
<
Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Филиппова Ирина Сергеевна. Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.05 Хабаровск, 2006 117 с. РГБ ОД, 61:06-1/743

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Преломление и отражение световых волн в анизотропном кристалле 11

1.1. Уравнения Максвелла. Плоские электромагнитные волны 12

1. 2. Классификация оптических кристаллов 16

1.3. Преломление и отражение световых волн в анизотропных кристаллах 18

1. 4. Четырехлучерасщепление световых волн .26

Выводы 29

Глава 2. Двулучеотражение в анизотропных кристаллах 31

2. 1. Отражение необыкновенного луча в двулучеотражающих призмах 31

2. 1. 1. Отражение необыкновенного луча в двулучеотражающих призмах с симметричным расположением оптической оси 39

2. 1.2. Отражение необыкновенного луча в двулучеотражающих призмах с несимметричным расположением оптической оси 44

2. 2. Интенсивность отраженных лучей 55

2. 3. Апертурные эффекты в двулучеотражающих призмах. Возможность управления интенсивностью лучей 63

Выводы 68

Глава 3. Четырехлучеотражение в призмах из одноосных оптических кристаллов 70

3.1. Особенности четырехлучеотражения в оптических анизотропных призмах 70

3. 2. Снос необыкновенных лучей при четырехлучеотражении 74

3.3. Интенсивность лучей при четырехлучеотражении 80

3. 4. Зависимость интенсивности от поляризации излучения 82

3.5. Апертурные эффекты и управление расходимостью лучей в четырехлучеотражающих призмах 86

Выводы 91

Глава 4. Распространение лучей в системе четырехлучеотражающих призм 92

4. 1. Особенности четырехлучеотражения в оптических анизотропных призмах 92

4. 2. Влияние относительного расположения и оптического знака призм на работу системы 96

4.3. Четырехлучеотражающие призмы с немонохроматическим излучением 101

Выводы 103

Заключение 104

Литература 106

Введение к работе

Актуальность исследований

В настоящее время происходит быстрое развитие оптического приборостроения. Проводятся активные исследования, связанные с созданием систем управления, записи и обработки оптической информации. В связи с этим повышается интерес исследователей к оптическим кристаллам. В последние годы значительное внимание направлено на исследование распространения, отражения и преломления световых волн в анизотропных средах. Ранние исследования показали перспективность и актуальность данного направления. Так, например, использование в одном кристалле двух оптических эффектов (двулучеотражения и электрооптического эффекта) позволило создать ученым и инженерам импульсный лазер на иттрий - алюминиевом гранате, обладающий уникальными характеристиками (длительность = 10"8 с, мощность = 1-10 МВт, частота повторения импульсов до 100 Гц).

Обнаружение явления четырехлучерасщепления в кристаллах открывает дополнительные возможности для создания новых оригинальных оптических устройств для систем оптической связи, для систем регистрации, хранения и обработки оптической информации. Первые исследования в данном направлении выполнены В.И. Строгановым, Л.В. Алексеевой, И.В. Повх, М.М. Смышляевой, К.Г. Карась и другими авторами. Получены важные научные результаты, однако некоторые моменты выпали из области исследований.

Недостаточно внимания уделено эффекту двулучеотражения в призмах, изготовленных из одноосных кристаллов при различном расположении оптической оси кристалла относительно поверхности полного внутреннего отражения. Ранее рассмотрены только частные случаи этого эффекта, когда луч в призме распространяется вдоль оптической оси или перпендикулярно к ней.

Остались до конца не выяснены причины смещения двух необыкновенных лучей из плоскости отражения при четырехлучерасщеплении в призмах полного внутреннего отражения.

Не исследовано поведение сходящихся и расходящихся световых пучков в двулучеотражающих и четырехлучеотражающих призмах, а так же в системах таких призм. Не изучена возможность управления расходимостью пучков излучения в упомянутых призмах.

Системы, состоящие из двух или нескольких четырехлучерождающих призм полного внутреннего отражения, перспективны в связи с возможностью получения достаточно большого числа лучей на выходе из системы, при падении одного луча на систему призм. В таких оптических системах не исследована критичность расположения призм друг относительно друга и поведение лучей при повороте одной призмы относительно другой.

Важным является вопрос применения двуосных кристаллов для наблюдения двух - и четырехлучерасщепления.

Актуальность данного исследования связна с тем, что в настоящее время передача информации с помощью оптоволоконных систем является самой эффективной. В работе рассмотрены эффекты в анизотропных кристаллах, позволяющие оптическими методами осуществить мультиплексирование каналов передачи данных. Призмы, изготовленные из таких кристаллов, могут применяться в качестве элементов систем волоконно-оптической связи для управления оптическими сигналами.

Цель и задачи работы

Целью работы является выявление и исследование особенностей и закономерностей распространения и множественного отражения световых лучей в оптических элементах, изготовленных из анизотропных одноосных кристаллов (СаСОз, Те(>2, ЫЮз, Hg2Cl2, Hg2J2). А так же исследование оптических систем, состоящих из двух и более четырехлучеотражающих призм.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи.

Исследовать закономерности распространения обыкновенного и необыкновенного лучей в двулучеотражающих призмах с симметричным и несимметричным расположением оптической оси относительно нормали к поверхности полного отражения.

Разработать методику расчета углов преломления и отражения обыкновенного и необыкновенного лучей на гранях призмы при различных направлениях оптической оси кристалла.

Оценить степень смещения необыкновенного луча относительно обыкновенного на выходной грани двулучеотражающей призмы с симметричным расположением оптической оси призмы, в зависимости от угла падения луча на входную грань.

Исследовать особенности четырехлучевого отражения в одноосных кристаллах СаСОз, Те02, ЩгСЬ, Hg2J2.

Экспериментально и теоретически получить зависимости интенсивности выходящих из призмы лучей от угла падения на отражающую грань.

Исследовать особенности многолучевого отражения в системах, состоящих из двух или нескольких оптических элементов (призм), изготовленных из одноосных кристаллов. Провести оценку количества, порядка выхода и поляризации лучей, прошедших систему из двух или нескольких призм в зависимости от взаимного расположения призм. Выявить особенности возникающие при прохождении через систему призм немонохроматического света.

7. Провести исследование апертурных эффектов в рассмотренных оп тических элементах. Оценить возможность управления расходимостью лу чей.

Методы исследования

Для решения указанных задач использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. При проведении экспериментов использовались метод фотоэлектрической регистрации, фотографический метод, а также метод визуального наблюдения. При теоретических расчетах использовался метод математического моделирования распространения обыкновенного и необыкновенного лучей в кристаллических призмах.

Научная новизна работы

Показано, что величина смещения необыкновенных лучей из плоскости отражения в четырехлучеотражающих призмах не является постоянной, а зависит от расположения оптической оси в призме и длины наклонной грани призмы. Выяснена природа явления и факторы, на него влияющие.

Впервые показано, что система, состоящая из двух или более призм полного внутреннего отражения, вырезанных из одноосного кристалла определенным образом, позволяет получить из одного восемь, шестнадцать или более лучей с взаимно ортогональными поляризациями.

Впервые выявлена зависимость интенсивности лучей после прохождения двух- и четырехлучеотражающих призм, изготовленных из одноосных кристаллов СаСОз, Те02, Hg2Cl2, Hg2J2, LiJ03, от угла падения и поляризационных свойств падающего на призму излучения.

Разработаны методики расчета углов преломления, отражения и смещения лучей на гранях двулучепреломляющих призм полного внутреннего отражения, изготовленных из одноосных оптических кристаллов.

Впервые детально рассмотрен случай как симметричного, так и несимметричного расположения оптической оси кристалла относительно нормали к поверхности отражения в двулучеотражающей призме.

Впервые исследован случай распространения немонохроматического излучения через четырехлучеотражающие призмы, изготовленные из одноосного оптического кристалла и через систему, состоящую из нескольких таких призм.

Практическая ценность работы

Все полученные в диссертационной работе результаты и используемые методы служат основой для создания новых устройств переключения и разделения каналов оптической связи, а также дефлекции и модуляции оптического излучения в различных оптических системах.

Связь с государственными программами и НИР

Диссертационная работа связана с фундаментальной научно-исследовательской темой ОАО «РЖД» «Анизотропное отражение света и электрооптические свойства кристаллов», выполняемой на кафедре «Физика» ДВГУПС.

Основные защищаемые положения

При симметричном расположении оптической оси относительно грани полного внутреннего отражения в двулучеотражающеи призме угол входа и угол выхода лучей из призмы равны. Расстояние между точками выхода обыкновенного и необыкновенного лучей зависит от угла падения излучения на входную грань призмы. Точки выхода обыкновенного и необыкновенного лучей перемещаются вдоль выходной грани при изменении угла падения излучения на входную грань.

При несимметричном расположении оптической оси относительно грани полного внутреннего отражения в двулучеотражающеи призме углы входа и выхода лучей не равны. Существуют такие углы падения лучей на входную грань призмы, при которых отраженные от наклонной грани лучи не могут выйти через выходную грань призмы.

При расположении оптической оси анизотропной призмы относительно нормали к отражающей грани под некоторым углом 0тах разница между углом падения луча на входную грань призмы и углом выхода луча из призмы максимальна. Значение 0тах зависит от знака кристалла, от направления распространения излучения в призме, от величины двулучепреломления кри- сталла, а также от главных значений п0 и пе показателей преломления кристалла.

Основной причиной выхода необыкновенных лучей из плоскости отражения при четырехлучерасщеплении в призмах, изготовленных из одноосных кристаллов, является неколлинеарность лучевого и волнового векторов необыкновенного луча в оптически анизотропных кристаллах. Величина сноса необыкновенных лучей при четырехлучерасщеплении линейно зависит от величины двулучепреломления кристалла и от расстояния, пройденного лучом, вдоль грани призмы, содержащей оптическую ось, а также зависит от знака кристалла и положения оптической оси в призме.

Количеством лучей на выходе из системы двух анизотропных призм, их взаимным расположением и направлением поляризации можно управлять, изменяя взаимное расположение призм в системе путем смещения или поворота одной призмы относительно другой, а так же, используя в системе призмы разного оптического знака.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы автора опубликованы в работах [1 - 22] и докладывались им на следующих конференциях:

Международном симпозиуме (третьи Самсоновские чтения) «Принципы и процессы создания неорганических материалов». Хабаровск, Институт материаловедения ДВО РАН, 2006.

IV Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2005». Санкт-Петербург, 2005. The Fourth Asia-Pacific Conference "Fundamental problems of opto-and microelectronics". Khabarovsk, 2004.

11-ой Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых (ВНКСФ - 11). Екатеринбург, 2005. The Fifth Asia-Pacific Conference "Fundamental problems of opto-and microelectronics". Vladivostok, 2005.

12- ой Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых (ВНКСФ - 12). Новосибирск, 2006. VIII Краевом конкурсе молодых ученых и аспирантов. Хабаровск, 2006.

44-ой Всероссийской научно - практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности». Хабаровск, 2006. XIV Научно - практической конференции «Дни науки АмГУ». Благовещенск, 2005.

Первой региональной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы математики». Хабаровск, 2005.

Пятой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Хабаровск, 2005.

12. VI Региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее». Благовещенск, 2005.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 117 страниц машинописного текста, 47 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 101 наименования.

Преломление и отражение световых волн в анизотропных кристаллах

Основная особенность распространения света в анизотропном кристалле состоит в том, что световая волна с произвольным состоянием поляризации распадается на две линейно поляризованных волны с ортогональными направлениями поляризации, бегущие в одном направлении, но с разными фазовыми скоростями [23 - 34, 36 - 41]. По мере распространения в кристалле разность фаз между ортогональными компонентами поля будет меняться. Поэтому волна в кристалле будет иметь эллиптическую поляризацию, причем параметры эллипса поляризации будут меняться по мере изменения дистанции, пройденной волной в кристалле. В том случае, когда световая волна распространяется вдоль главной оси z кристалла, есть только два устойчивых состояния поляризации волны: линейная поляризация вдоль оси д: и линейная поляризация вдоль оси у. Эти состояния поляризации можно назвать собственными состояниями поляризации волны в кристалле. Однако и в общем случае, когда волна распространяется в произвольном направлении относительно кристалла, имеет место аналогичный эффект, то есть происходит разложение световой волны на волны с собственными состояниями поляризации [28-31].

Для каждого направления распространения световой волны к в кристалле имеются два разрешенных (собственных) направления поляризации, которые ортогональны друг другу. Произвольно поляризованная волна распадается на две линейно поляризованные, распространяющиеся с разными скоростями. Пусть плоская монохроматическая волна распространяется в одноосном анизотропном кристалле в некотором направлении, характеризуемом волновым вектором к. Допустимые состояния поляризации волны определяются следующим обстоятельством. С одной стороны, из-за анизотропии кристалла векторы D и Е световой волны, вообще говоря, не параллельны друг другу. С другой стороны, в силу уравнений Максвелла векторы D,E и к должны лежать в одной плоскости. Математически эти условия можно записать следующим образом: условие неколлинеарности векторов D и Е; условие компланарности векторов D, Е и к. Условия (1.3.1) и (1.3.2) и определяют возможные состояния поляризации световой волны в анизотропном кристалле. Оба указанных условия выполняются в двух случаях. Во-первых, если вектор D параллелен вектору Е и, следовательно Во-вторых, если вектор D лежит в плоскости векторов z и к, что математически можно записать в виде равенства Введем понятие плоскости главного сечения, определив ее как плоскость векторов z и к, то есть как плоскость, в которой находятся волновой вектор световой волны и оптическая ось одноосного анизотропного кристалла. Условие (1.3.3) выполняется для волны поляризованной перпендикулярно плоскости главного сечения. Такая волна называется обыкновенной и обозначается индексом «о» (ordinary). Вектор поляризации Е0 этой волны перпендикулярен оптической оси кристалла, скорость обыкновенной волны с U0 = — не зависит от направления распространения в одноосном кристал ле. Условие (1.3.4) выполняется для волны, поляризованной в плоскости главного сечения кристалла. Такая волна называется необыкновенной и обозначается индексом «е» (extraordinary). Вектор поляризации этой волны Ее не перпендикулярен оптической оси кристалла, скорость распространения необыкновенной волны ие — зависит от направления ее распростра нения в кристалле [26 -31]. Вычислить скорость распространения необыкновенной волны для любого направления в кристалле можно, определив значение показателя преломления пе( р) необыкновенной волны в этом направлении. Найти значения показателей преломления п для любого направления распространения волны в кристалле позволяет уравнение нормалей Френеля

Апертурные эффекты в двулучеотражающих призмах. Возможность управления интенсивностью лучей

Рассмотрены апертурные эффекты в призмах полного внутреннего отражения с несимметричным расположением оптической оси и возможность управления расходимостью лучей. Если на отражающую грань призмы С падает пучок расходящихся лучей с заданной угловой расходимостью Да (как это показано на рисунке 23), то после отражения значение расходимости для отраженного необыкновенного луча изменится и станет равно Acti . Полученные теоритические результаты подтверждены экспериментально. Эксперимент проводился на двулучепреломляющих призмах, изготовленных их кристаллов Те02 и СаСОз. На рисунке 25 показано изменение интенсивности и углового расстояния между лучами в кристалле СаСОз при изменении угла падения лучей на отражающую грань призмы. Аппертурный эффект значителен вблизи углов падения луча на отражающую грань близких к 90 или 0. Из рис. 24 видно, что расходимостью оптического луча можно управлять за счет изменения угла падения на отражающую грань кристалла. При повороте призмы против часовой стрелки вокруг вертикальной оси (в этом случае уменьшается угол падения лучей на отражающую грань) сильно уменьшается интенсивность необыкновенного луча (рис. 25 а). Потеря интенсивности происходит за счет нарушения полного внутреннего отражения на грани С, за призмой появляется преломленный луч.

При повороте призмы по часовой стрелке (в этом случае угол падения лучей на грань С увеличивается) увеличивается интенсивность отраженных лучей и угловое расстояние между ними (рис. 25 в). ВЫВОДЫ 1. Ввеличина угла отражения Р необыкновенного луча от грани полного внутреннего отражения С зависит от величины двулучепреломления кристалла, от расположения оптической оси относительно нормали к поверхности отражения и от направления падающего луча; 2. Для рассматриваемых кристаллов возможна реализация углов падения (и углов отражения) больших 90. Это возможно из - за несовпадения волнового и лучевого вектора для необыкновенного луча; 3. Зависимости углов падения от углов отражения и углов отражения от углов падения не линейны и не совпадают. Величина несовпадения для прямого и обратного хода луча зависит от величины двулучепреломления кристалла и от ориентации оптической оси. 4. В двулучерасщепляющих призмах с симметричным расположением оптической оси относительно грани полного внутреннего отражения угол входа лучей в призму и угол выхода лучей из призмы одинаковы. Расстояние между точками выхода обыкновенного и необыкновенного лучей зависит от угла падения излучения на входную грань призмы. При изменении угла падения излучения на входную грань, точки выхода обыкновенного и необыкновенного лучей перемещаются вдоль входной грани. 5. В двулучерасщепляющих призмах с несимметричным расположение оптической оси зависимости углов отражения от углов падения на грань, обладающую свойством полного внутреннего отражения, в прямом и обратном направлении не совпадают.

Степень несовпадения для прямого и обратного хода луча зависит от величины двулучепреломления кристалла и от ориентации оптической оси; 6. При расположении оптической оси анизотропной призмы ZZ относительно нормали NcNc под углом 0тах разница между углом падения луча на входную грань призмы и углом выхода луча из призмы максимальна. Значение Этах зависит от знака кристалла, от направления распространения излучения в призме (прямой или обратный ход луча), от величины двулучепреломления кристалла, а так же от главных значений П0 и пе показателей преломления кристалла; 7. Для необыкновенного луча существует область углов падения на входную грань двулучеотражающей призмы, при которых необыкновенный луч не выходит через выходную грань. 8. Аппертурный эффект в двулучеотражающих призмах из исследуемых кристаллов достаточно хорошо наблюдается при углах падения излучения на отражающую грань близких к 90 или 0. 9. Поворачивая двулучеотражаущую призму вокруг вертикальной оси можно управлять расходимостью выходящих лучей и их интенсивностью.

Апертурные эффекты и управление расходимостью лучей в четырехлучеотражающих призмах

Если на отражающую грань призмы падает пучок расходящихся лучей с заданной угловой расходимостью Аа, то после отражения значение расходимости для каждого из четырех отраженных лучей изменится до Аа\ (к - тип луча: ее, оо, ое или ео). Для луча, отраженного от грани, расходимость луча в двух взаимно перпендикулярных направлениях различна. Расходимость пучка в горизонтальном направлении определяется формулой (3.5.3). В вертикальном направлении ACJTJ = Аа, так как угол отражения и угол практически равны нулю. Если до отражения сечение луча имело круговую форму, то после отражения сечение пучка имеет форму эллипса, большая полуось которого горизонтальна. Зависимости Aaki = f (а) получены для кристаллов ТеОг и СаСОз. На рисунке приведены зависимости Aakj = f (а) для отрицательного кристалла СаСОз, а на рисунке 38 зависимости Aaki = f (а) для положительного кристалла Те02. Эксперимент проводился на призмах, изготовленных их кристаллов ТеОг и СаСОз- Апертурный эффект достаточно хорошо наблюдается вблизи углов падения луча на отражающую грань близких к 50. Фотографии, четырех лучей при изменении угла падения излучения на грань кристалла проведены на рисунках 39.

При повороте призмы против часовой стрелки вокруг вертикальной оси (в этом случае уменьшается угол падения лучей на отражающую грань) значительно уменьшается интенсивность двух лучей . Потеря интенсивности происходит за счет нарушения полного внутреннего отражения на грани С, при этом появляется преломленный луч. При повороте призмы по часовой стрелке, в этом случае vron падения nv4eM на грань С увеличивается) увеличивается интенсивность отраженных лучей и угловое расстояние между ними. пи inn1 1. Очередность выхода лучей из четырехлучеотражающей призмы зависит от знака кристалла, а так же от расположения оптической оси относительно входной грани. Для положительного и отрицательного кристаллов очередность выхода отраженных лучей противоположна 2. Основная причина смещения необыкновенных лучей из плоскости отражения - неколлинеарность лучевого и волнового векторов необыкновенного луча. При распространении необыкновенных лучей в четырехлучеотра-жающей призме волновые вектора кое и необыкновенных лучей остаются в плоскости отражения, а лучевые вектора Soe и See смещаются из плоскости отражения на величину угла сноса р. 3. Величина смещения лучей зависит от типа кристалла (положительный или отрицательный), от величины двулучепреломления кристалла, от положения оптической оси в призме, и от того, в какую грань направлен падающий луч. 4. Величина сноса необыкновенных лучей пропорциональна расстоянию, пройденному лучом вдоль грани, содержащей оптическую ось. 5. Величина сноса не зависит от расстояния между призмой и экраном, если грани призмы перпендикулярны ее основанию, меняются только угловые размеры изображения на экране.

Влияние относительного расположения и оптического знака призм на работу системы

Проведена оценка количества, порядка выхода и поляризации лучей, прошедших систему из двух четырехлучеотражающих призм в зависимости от взаимного расположения призм и их знака. Показано, что если смещать одну из призм системы относительно другой, то можно регулировать число лучей на выходе из системы. Число лучей на выходе из системы зависит от направления смещения одной призмы относительно другой. Если смещать призмы, так чтобы четыре луча, выходящие из первой призмы, всегда попадали во вторую, то на экране будет оставаться 16 лучей. При этом угловое расстояние между лучами будет изменяться. Если смещать призмы, так как показано на рисунке 42, то число лучей на экране будет уменьшаться. При параллельном расположении оптических осей в призмах, составляющих систему, количество лучей на экране постепенно будет уменьшаться на два луча. Если оптические оси призм системы перпендикулярны, то с увеличением расстояния между призмами количество лучей на экране будет уменьшаться на четыре луча.

При повороте одной из призм вокруг вертикальной оси число лучей на выходе их системы остается неизменным, но меняется угловое расстояние между лучами на экране в вертикальном и горизонтальном направлении (рисунок 43 а, б, в). Изменение расстояния между лучами в вертикальном направлении обусловлено изменением угла сноса необыкновенных лучей при прохождении системы призм. При уменьшении расстояния, пройденного лучом вдоль грани второй призмы, содержащей оптическую ось, угол сноса уменьшается, и необыкновенные лучи приближаются к плоскости. отражения, в которой находятся обыкновенные лучи. Изменение расстояния между лучами в горизонтальном направлении обусловлено изменением угла падения лучей на отражающую грань второй призмы. При увеличении угла падения лучей на отражающую грань увеличивается угловое расстояние между лучами на экране. Интенсивность лучей при этом остается практически неизменной. При уменьшении угла падения лучей на отражающую грань второй призмы интенсивность лучей постепенно падает, вследствие нарушения полного внутреннего отражения на грани второй призмы. Крайние правые лучи теряют интенсивность быстрее других. Угловое расстояние на экране между лучами уменьшается. Описанные эффекты имеют место и в случае восьми, и в случае шестнадцати лучей на выходе из системы призм. При повороте одной из призм вокруг горизонтальной оси число лучей на выходе из системы меняется (рис. 44). В случае параллельного расположения оптических осей призм системы (рис. 44 а), будем вращать одну из призм относительно горизонтальной оси в любую выбранную сторону. Постепенно начнут появляться остальные восемь лучей, но меньшей интенсивности (рис.44 б).

Это является следствием нарушения параллельности между осями. С увеличением угла поворота второй призмы интенсивность восьми появившихся лучей возрастает и достигает максимума при повороте призмы на 90. В таком случае оптические оси призм системы перпендикулярны и на экране наблюдается шестнадцать лучей (рис. 44 в). Рассмотрено влияние оптического знака призм, составляющих систему, на порядок выхода лучей из системы и их поляризацию. Если системы составляют две призмы разного знака, то несколько меняется геометрия расположения лучей на экране (рис. 45). Влияние оптического знака призм, на порядок выхода лучей из системы обусловлено различием в величине углов отражения обыкновенных и не - обыкновенных лучей для кристаллов разных знаков, а так же изменением величины и направления сноса необыкновенных лучей (направление сноса зависит от оптического знака кристалла, а величина сноса, от величины двулучепреломления кристалла).

Похожие диссертации на Дву- и четырехлучеотражение в оптических анизотропных кристаллах