biaxial crystal
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。
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< ε2<ε3取值。这类晶体之所以叫双轴晶体,是因为它有两个光轴,当光沿该二光轴方向传播时,其相应的二特许线偏振光波的传播速度(或折射率)相等。由波法线菲涅耳方程式可以证明,双轴晶体的两个光轴都在x1Ox3平面内,并且与x3轴的夹角分别为β和-β。对于β小于45°的晶体,叫正双轴晶体,β大于45°的晶体,叫负双轴晶体。由这两个光轴构成的平面叫光轴面。
由电磁场理论已知,介电常数ε是表征介质电学特性的参量。由固体物理学知道,不同晶体的结构具有不同的空间对称性,自然界中存在的晶体按其空间对称性的不同,分为七大晶系:立方晶系;四方晶系;六方晶系;三方晶系;正方晶系;单斜晶系;三斜品系。由于它们的对称性不同,所以在主轴坐标系中介电张量的独立分量数目不同,各晶系的介电张量矩阵形式如表所示。由该表可见,三斜、单斜和正交晶系中,主介电系数ε1≠ε2≠ε3,这几类晶体在光学上称为双轴晶体;三方、四方、六方晶系中,主介电系数ε1=ε2≠ε3,这几类晶体在光学上称为单轴品体;立方晶系在光学上是各向同性的,ε1=ε2=ε3。
光在晶体中传播时,再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。