光学各向异性介质折射率的简易测量方法

在各向同性透明介质光学中,常以测布儒斯特角的方法来实现折射率的简易测量.电矢量处于入射面的p偏振光,当入射角等于布儒斯特角时,在试件表面不发生反射.     

板状非线性介质表面耦合波的反射和透射

本文详细分析了平面波激励非线性介质后介质的非线性极化、麦克斯专方程及其解、广义的反射和透射定律；导出了板状非线性介质表面任意阶耦合波的反射场和透射场；对介质满足相位匹配和泵浦波正入射下的场进行了深入的讨论；给了非线性介质表面的布儒斯特角。     

电磁波在正负折射率介质界面上的传输特性

为了研究负折射率介质这种新型复合材料的电磁性质，利用麦克斯韦电磁理论对电磁波在正、负折射率介质交界面上的反射和透射特性进行了分析。得到了Snell反射定律和折射定律，反射系数和透射系数随入射角的关系（Fresnel公式）。结果发现Snell反射定律和折射定律仍然适用。但折射线与入射线位于法线的同侧；不论是腰波还是TM波，当以某一入射角入射时，反射系数都有可能变为零。这些结果对于设计新型的电磁学和光学器件具有指导性的意义。     

一维掺杂光子晶体的缺陷模和偏振特性研究

利用特征矩阵法研究了两种偏振光通过一维掺杂光子晶体的缺陷模特征和偏振特性,结果表明:S偏振光的缺陷模对应的入射角随着入射波长的增大而增大,而P偏振光的缺陷模对应的入射角却随着入射波长的增大而减小;P偏振光存在明显的"广义布儒斯特角"对应的允许带,其"广义布儒斯特角"随着入射波长的增大而减小,S偏振光不存在"广义布儒斯特角".     

分层手征介质的光子带隙特性

导出了分层手征介质中的斜入射电磁波的传输矩阵,由传输矩阵可以计算分层手征介质的反射和透射系数,研究了由手征介质构成的一维周期结构的光子带隙特性及其与入射角的变化关系,讨论了光子带隙与手征导纳之间的关系.研究表明,手征导纳可以控制光子带隙的特性,在适当的参数条件下,可以获得非常理想的多通道滤波特性.     

多层吸波涂层的反射特性分析

从反射定律和折射定律论出发,导出了电磁波以任意角入射时多层吸波涂层的反射系数公式.用所得公式分别计算了二层和三层涂层的实例,得到了反射曲线,通过曲线分析了电磁波的入射角、极化状态等对隐身效果的影响.此法简单易行,为结构型吸波材料的计算机辅助分析和设计提供了基础.     

六边形“之”字光路板条激光器

提出了一种六边形板条激光介质设计方法,由于激光在介质内部沿"之"字形光路传输,与COFFIN板条相比,同等抽运功率水平下六边形板条中热致波前畸变的幅值更低,并且更加容易补偿。此外,当激光沿板条长度方向入射时,激光在入射端面上的入射角即为布儒斯特角,且激光可以完全覆盖整个入射端面,在板条内部填充因子为1。     

手征负折射平行板波导中模式的新特性

从理论上研究了手征负折射平行板波导中的导模特性,给出了几个低阶导模的色散关系曲线和场分布、功率流分布.发现了一些新的特性:当手征参数较大发生负折射时基模缺失且色散曲线发生下凹;截止频率不再是传统定义中的纵向传播常数为零时所对应的频率,而是导模可以传播的最小频率;波导中存在后向波,总的功率流与波矢方向相反.     

多层单轴手征类复合材料中的双重手征结构和特性

应用广义谱域指数矩阵技术，研究具有双重手征性结构的多层单轴复合手征介质层对任意极化入射平面电磁波的反射和透射特性。用数值方法分析了光轴取向、损耗、手征和非互易参数对反射和透射系数的影响。特别是交叉极化转换效应。结果表明，双各向异性单轴手征介质在新型模式极化转换器的研制等方面有重要的应用价值。     

折射式起偏器的密勒矩阵表示及偏振度分析

为了研究折射式起偏器的密勒矩阵表达式,以矩阵光学中关于斯托克斯矢量和密勒矩阵的有关理论为基础,通过理论运算导出了折射式起偏器的密勒矩阵的一般表达式;探讨了自然光以任意角度入射折射式起偏器的情况下透射光的斯托克斯矢量表示及偏振度所满足的公式;绘制了以布儒斯特角入射时透射光偏振度与介质折射率及介质层数的关系曲线。结果表明,在以布氏角入射折射式起偏器的前提下,增大介质的折射率和介质层数更容易获得较高的偏振度。这一研究结果对多层介质膜器件同样适用,具有一定的现实参考意义。     

Reflection and transmission at the surface of a chiral negative refractive medium

Electromagnetic fields at the surface of a chiral negative refraction medium (the chirality parameter is larger than the refractive index) are analyzed theoretically. For obtaining chirality parameter,the normalized reflected and transmitted powers as a function of the incident angle are given for the perpendicular (TE) and parallel (TM) polarized incident wave.Brewster angle and total internal reflection angle are discussed. Due to the negative refraction of one eigen-wave in the chiral medium, the reflection, transmission and Brewster angle characteristics are very different from those in the normal chiral medium.     

Reflection and transmission at the surface of a chiral negafive refractive medium

Electromagnetic fields at the surface of a chiral negative refraction medium （the chirality parameter is larger than the refractive index） are analyzed theoretically. For obtaining chirality parameter,the normalized reflected and transmitted powers as a function of the incident angle are given for the perpendicular （TE） and parallel （TM） polarized incident wave. Brewster angle and total internal reflection angle are discussed. Due to the negative refraction of one eigen-wave in the chiral medium, the reflection, transmission and Brewster angle characteristics are very different from those in the normal chiral medium.     

无限周期正负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中光的全反射隧穿效应,利用色散法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体的色散函数。得出了一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿导带的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿导带的频率随负折射材料厚度的变化特性。     

各向异性特异材料界面的反常折射与反射性质

根据电磁场边界条件和色散关系,理论研究了电磁波从各向同性右手材料向各向异性特异材料入射时的反常折射与反射性质,结果表明,从各向同性右手材料向never cutoff型特异材料入射时,透射波的波矢和坡印廷矢量的反射角具有相反的符号,折射角的幅度随着入射角的增大而增大并趋于一定值;研究了磁导率张量参数对折射角的影响,对于anti-cutoff型特异材料界面,当入射角小于临界角θc时可以发生反常的全反射,而对于always cutoff型特异材料界面总会发生全向全反射。这些电磁性质将在部分聚焦与全向反射镜方面具有潜在的应用价值。     

Visualization of Negative Refraction in Chiral Nihility Media

Chiral nihility media are known to produce a backward wave as one of their two polarizations, yielding negative refraction at the interface of the chiral nihility medium and free space. In this paper, the analysis of chiral nihility effects is illustrated by showing the propagation of a Gaussian beam, both reflected and refracted from an air-chiral interface, and through layered chiral nihility media that are matched to free space. The critical angle for total reflection, and the index-matched total transmission in a matched chiral half-space, are demonstrated. Also demonstrated are the wave splitting, wave widening, and a wave of “standing phase” in matched chiral nihility slabs.     

有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。     

平面波在双负和双正参数媒质界面的反射与折射

研究了平面波在均匀无耗的、各向同性的、介电常数和磁导率同时为正和同时为负的媒质界面的反射与折射.理论分析了反射波和透射波在两种媒质中的传播特性,从而解释了负折射发生的原理.还给出了反射系数和透射系数的表达式.讨论了发生全反射和全折射的可能条件.     

Power Reflection and Transmission Coefficients for Meander‐Line Polarizers with a Chiral Slab

This paper presents a theoretical investigation of power reflection and transmission coefficients for a meander‐line polarizer placed periodically on a chiral slab. It is assumed that a linearly polarized transverse magnetic wave is incident on a chiral slab from the air region. In the analysis, we derive the electric and magnetic fields in the modal form in the air and chiral regions. We obtain power reflection and transmission coefficients in a straightforward manner after matching the tangential components of the electric and magnetic fields at the boundaries. We present numerical results for the power reflection and transmission coefficients versus frequency and incident angle for different values of the chirality admittance. A meander‐line polarizer placed on a dielectric slab can convert a linearly polarized wave to a circularly polarized wave. The design parameters for a meander‐line polarizer are the dimensions of the meander‐line and the values of the dielectric slab. Replacing a dielectric slab with a chiral slab introduces a new independent parameter which controls the wave polarization.     

平板光子晶体全反射贯穿效应的滤波特性

为了研究一维平板光子晶体中电磁波的全反射贯穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维平板光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射贯穿效应。得出了平板光子晶体的全反射贯穿效应随模式量子数、周期数、平板厚度的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。Abstract：关键词：Key words：