透明材料的折射指数属于无量纲属性,该属性指定光在材料中传播时的减速因子。对于大多数材料而言,折射指数与光的传播方向和偏振无关。但应力可以改变材料的折射指数。如果不同方向的应力有所不同,则材料的折射指数可能取决于入射光的偏振。这种现象即称为双折射。
透明材料中由应力引起的双折射。水平偏振光和垂直偏振光在材料中以不同的速度传播并呈异相。
在无定形材料中,沿某个轴偏振的光的折射指数的变化与该轴上的线性应力和垂直于该轴的横向应力成比例。这些比例称为应力-光学系数,是材料类型的属性。
双折射可产生两种不同的明显效果,具体取决于入射光的取向和偏振以及材料中的主应力方向。在专用于光学作用的零件中,这两种效果通常都是不可取的。
正射光不产生偏振,也就是说正射光包含多条光束,这些光束在垂直于传播方向的所有可能方向上偏振。光进入双折射材料时,将分解为沿各个主应力方向偏振的分光束。每条光束的折射指数都不同,因此在材料中的传播速度也不同。当这些分量重新组合在一起时,便呈异相。这种相位差异有时称为迟滞。因此,透射光束的偏振方向(或偏振方向的分布)可能不同于入射光束。如果光在开始时就发生偏振或后来发生偏振,则光分量可能发生相消干涉,从而交替出现较暗和较亮的传输带。将材料放在两个交叉的偏振滤光器之间即可观察到这种效果。
迟滞。水平偏振和垂直偏振光波出现距离为 x 的偏移。这可完全采用长度或波长的一部分(波长的四分之一或 90°)形式来表示。
如果光的传播方向不平行于其中一个主应力方向,则即使入射光垂直于材料表面,其中一个偏振分光束(““非寻常””光束)也可能发生折射。光从材料中射出时,此光束将偏离其他(““寻常””)光束,从而导致双像。