[科普中国]-双轴晶体

双轴晶体具有两个光轴的晶体，其折射率椭球为三轴椭球体。属于三斜晶系、单斜晶系和正交晶系的晶体都是光学双轴晶体。

简介根据电磁理论可以算出，双轴晶体的波面（射线面）具有如图所示的复杂形式。它在三个坐标面上的剖面都由一个圆和一个椭圆组成。在这些图中x、y、z轴是按εa、εb、εc增大的顺序选取的，在zx平面的每个象限内两层波面相交于一点R0，波面在此处形成一个“酒窝”。当光线沿OR方向传播时，各光束的射线速度相同。OR方向叫做晶体的射线轴。为了在射线面的图中寻找光轴的方向，只需在zx剖面图中作圆和椭圆的公切线，令它与圆的切点为N0，ON0方向称为晶体的光轴，因为当波法线k沿此方向时，各光束的相速相同。可以看出，在z轴两侧各有一条光轴和射线轴，故晶体具有两条光轴和两条射线轴。1

特征光在晶体中传播时，在不平行于光轴方向上，由于e光和o光传播速度不同，而出现两个不同折射率的光的像，这种现象叫做双折射现象。双折射现象有两类，单轴晶体和双轴晶体。

像石英，红宝石，冰等晶体只有一个光轴方向，它们叫做单轴晶体；像云母，蓝宝石，橄榄石，硫磺等一类晶体有两个光轴方向，它们叫做双轴晶体。1

光学性质双轴晶体的三个主介电系数都不相等，即ε1≠ε2≠ε3，因而n1≠n2≠n3。通常主介电系数按ε1