那些令人费解的光学术语
原创trivialthorlab索雷博
meta-optics
如果说科技世界正在迈入元宇宙(meta-verse)时代，那么超材料(meta-material)也许是其中重要的一环，而激光当然是bu 可 huo 缺的，而这多亏了某些能级的亚稳态(meta-stable)特性。
您看，英文一个meta就有这么多的中文变形(meta-morphosis)，因此翻译真是一门玄学(meta-physics)。
除了超材料或超透镜，我们还常听到：
●超快(ultra-fast)光学、超稳(ultra-stable)激光
●超分辨(super-resolution)、chao 级 反射镜(super-mirror)
●超光谱(hyper-spectroscopy)
●超现实主义(sur-realism)
您看，英文不同的前缀，中文一字译之：超。
thorlabs pdh超稳激光装置
transverse vs. lateral
这两个词都有横向的意思，但从哪里横是一个问题。引用thorlabs正弯月透镜应用的英文描述：
…the transverse and lateral aberrations are greatly reduced.
虽然这句话的翻译有点费劲，但对比图示很容易看出哪两个方向的像差大为减小。如果以光轴为参考，也许我们可以把transverse叫做横向，而lateral叫做轴向或纵向？
单平凸透镜像差大 双平凸透镜像差减小 平凸加弯月透镜像差继续减小
但是，当一个倾斜的玻璃片使光束产生lateral displacement时，我们也称之为横向位移。
光束横向位移图示和计算
横模vs.纵模
●transverse或radial mode为横模
●longitudinal或axial mode为纵模
横模与纵模
单模更多应该是指单横模，或者说单空间模式，而且通常满足高斯分布。因此，单模激光器或单模光纤输出衍射 ji 限 光束。
单模也可能指单纵模。单横模不 yi 定 是单纵模，那单纵模 yi 定 是单横模和单频吗？
分析复杂的横模图案，可使用cmos相机式光束轮廓仪。分析精细的纵模结构，可使用共聚焦法布里珀luo 干涉仪。
cmos光束轮廓仪 fpi光谱分析仪
m² vs. q
两者都叫做质量因子。
m²叫做光束质量因子或传播因子。m²等于光束参量积(bpp，束腰半径与发散半角之积)与λ/π的比值，其中λ/π为相同波长的衍射 ji 限 光束参量积。因此，衍射 ji 限 光束的m²因子为1，这就是高斯光束。由于高阶模的存在和不均匀增益导致的振幅和相位畸变等原因，激光光束将偏离高斯形状。
但是，m²为什么有个2呢？
quality叫做腔的质量因子。共振腔要形成稳定的振荡，往返增益需大于损耗，而q因子可定义为往返增益与往返损耗之比。因此，q值越高损耗越小。q开关激光器的本质就是调制损耗和载流子反转阈值。对于低q值，由于高损耗和高阈值，即使激光材料中的能量和增益都很高也无法形成激光振荡，所以载流子反转阈值将远高于普通激光器。恢复高q值后，能量瞬间释放，发射一个巨脉冲。
emission vs. radiation; stimulated vs. excited
laser = light amplification by stimulated emission of radiation
借用周炳坤版激光原理1.3节的标题：光的受激辐射放大。如果把of radiation译为光的，内心有 yi 波 黑体辐射在翻腾。或者，我们把laser用作名词，lase用作动词，即产生激光的动态过程。这么一看，r好像可有可无了。
也许电子能够理解这种复杂的心情：受泵浦光子激发(excited)后，它从基态上升到激发态；受信号光子激发(stimulated)后，它从激发态回到了基态。同样是受激，但电子经历了相反的跃迁过程。当然，我们有了两个信号光子，实现了受激辐射。
有人说，可见光是一个令人误解的术语；因为光本身是不可见的，它只是让一定的物体可见。在激光世界，光不仅仅是可见光，紫外、红外甚至太赫兹等不可见光也是光。毕竟，人眼不可见的光，thorlabs还有很多不同的探测器。
即使，
optics = our personal torture is crazily severe
但是，
lasers = life always shines, remember to smile
光轴以及o光和e光
对于双折射晶体或偏振光学元件，光轴(optic axis)是指折射率不同的某个轴。三维晶体有三个不同的折射率，如果一个折射率和其它两个不同，这就是单轴晶体，而三个折射率都不同则为双轴晶体。
对于单轴晶体，折射率不同的这个轴叫做晶体光轴。如果光的偏振方向平行于晶体光轴，它的折射率为ne。如果光的偏振方向平行于其它轴，它的折射率为no。如果ne大于no，晶体为正单轴，否则为负单轴。
通过晶体的光波方向可由波矢量k表示，这相当于通常所说的光轴(optical axis)或传播轴方向。如果光为线偏振且偏振方向垂直于传播光轴和晶体光轴所在的平面，即k和ne所在的平面，那么它是ordinary ray，即寻常光(o光)，偏振方向为eord。如果光为线偏振且偏振方向平行于上述平面，那么它是extraordinary ray，即非寻常光(e光)，偏振方向为eext。
在上面的图示中，di一和 di 二 图展示了两种 te 殊 情况，k分别与ne和no重合，第三图则是任意角度。
不管传播方向如何，o光的折射率总是no。e光的折射率处于no和ne之间，取决于k和晶体光轴ne的夹角。e光的 you 效 折射率由下式计算：
光沿晶体光轴传播时，o光和e光具有相同的折射率和速度。
非线性光学经常提到某种type的混频晶体：
名称
偏振(输入/输入/输出)
type-0
ooo, eee
type-1
ooe, eeo
type-2
oeo, oee, eoe, eoo
就像polarization在光学中可能叫偏振，但在电学中可能叫做极化，poincaré在数学中有庞加莱猜想，但在偏振表示法中有邦加球。我们还可能遇见多个伯努利，但他们可能只是亲戚而不是同一个人，而欧拉自己有一百多个术语使用他的名字。
constant vs. coefficient
法拉第旋转器能使偏振不可逆(non-reciprocal)旋转，旋转角由下式确定：
β = v x b x d
其中v经常被称为维尔德常数(verdet constant)，但实际上，这个常数随波长而变。因此，这个术语有点用词不当，而维尔德系数(coefficient)才是更合理的名称。
reversal vs. inversion
reversed image, 左右相反像？
inverted image, 上下倒立像？
reversed and inverted image，旋转180度
回射器(角锥)使图像旋转180度
戴珍珠耳环的少女
前不久提到了oct在文物保护中的应用，即研究人员使用thorlabs高分辨率谱域oct系统测量荷兰名画戴珍珠耳环的少女的表面高度。不过，这幅画的英文名其实是girl with a pearl earring，而一般人看到中文翻译很难想到她其实只戴了一个耳环。在一本同名小说中，这一个耳环的描写实在是精彩感人。
但据说，英文把 he 兰 人snel的名字拼错了几 bai 年。
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