光在复合单轴晶体胶合面上的反射和折射

本文就入射光的入射面与两个单轴晶体的主截面均共面的情况,求得了e光在复合单轴晶体胶合面上反射和折射时所遵从的规律;并以复合方解石为例就相应光线同处法线一侧、全反射等情况作了讨论。     

非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射-透射研究

通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析,研究了光轴平行于入射面时,非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性.根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件,利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系,得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件.然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系,联系两表面处的边界条件,计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率.应用得出的计算方法,计算了石英(正晶体)薄膜和铌酸锂(负晶体)薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系.结果表明,计算方法正确,不仅适合正晶体对负晶体也适用,求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用.     

复合晶体中偏振光传播方向的普遍计算

本文就光在复合单轴晶体内任意两单轴晶体分界面上的反射和折射,求得了复合晶体中偏振光传播方向的普遍计算公式,为研究新的晶体光学器件提供了一个依据。     

左旋和右旋偏振光判别方法研究

椭圆偏振光和圆偏振光分为左旋偏振和右旋偏振两类,通过公式推导我们给出了圆偏振光的合成条件,并且得到了平面偏振光合成椭圆偏振光时的长短轴公式,以及椭圆偏振光左旋和右旋在相位差上的判别方法。     

单轴晶体上反射光的偏振

从光轴与入射平面平行,光轴与入射面垂直,光轴与入射面夹任一角度３个方面了使单轴晶体表面的反射光成为线偏振光的布儒斯特色。结果表明,布儒斯特角不仅与入射媒质的折射率,晶体的主折射率有关。还与光轴的取向有关。     

单轴晶体内外偏振光传播方向的普遍计算

应用惠更斯原理和费马原理,分别得出单轴晶体内外偏振光方向的普遍计算公式。     

折射介质为单轴晶体的全反射分析

根据电磁场边值关系和晶体光学基本方程给出光在单轴晶体和各向同性介质分界面上的光波解,在全反射条件下,对晶体中折射波矢的传播方向,能流特性及折射率变化这些不同于各向同性介质全反射的物性做了较详细的分析。     

倏逝波及其能流密度研究

全反射的倏逝波具有特殊的性质和重要的应用。针对现有能量流动特点研究都略显简单或缺乏系统性的问题,应用电磁场理论,推导了线偏振光全反射时倏逝波的电场强度、磁场强度、能流密度和平均能流密度数学表达式;通过数值计算,分析了倏逝波平均能流密度大小及方向与入射角、入射光矢量方向之间的关系。得出以下主要结论:一般情况下,倏逝波的能量流动不仅被限制在介质分界面处的一个薄层内,平均能流密度的大小与入射角有关,而且平均能流密度的方向与入射面有一定夹角;只有当入射光矢量平行或垂直于入射面时,倏逝波的平均能流密度方向才平行于入射面。     

线偏振光经介质分界面全反射后的偏振态

本文指出线偏振光经介质分界面全反射后一般情况下将蜕变成椭圆偏振光,并着重讨论了蜕变成圆偏振光的条件     

关于椭圆偏振光的两个问题的研究

论证了一束椭圆偏振光可看成任意相互垂直方向上的两个线偏振光的合成．选取的相互垂直的方向不同,参与合成的两线偏振光的振幅不同,相位差也不同,但合成光矢量的旋转方向始终不受影响．     

光折变晶体中由2k反射光栅形成自泵浦相位共轭

本文给出在光折变晶体中通过受激二波混频形成自泵浦相位共轭的一种理论,在适当条件下,二波混频的耦合波方程可化为相位共轭光学中的一对耦合模方程,对于折射率光栅与条纹之间具有任意相移的光折变2k光栅,其反射的背向散射波的解是入射泵浦光的相位共轭波,产生自泵浦相位共轭的条件是背向波能最有效地吸取入射光束的功率,以至于背向散射光的强度处处等于人射光的光强;背向散射的种波应超过一定的阈值。     

声波在运动层状介质中的反射和折射

利用界面相速度相等的条件推导出运动层状介质中声波反射系数和折射系数的递推计算公式 ,并对 2层和 5层的情况进行了计算。当声波入射到运动介质形成的单一界面时 ,除了常见的全反射和全透射外 ,由于介质的运动 ,还存在反射系数大于 1的情况。介质运动使声波穿过界面时出现声影区。声波入射到多层大气中能形成连续折射 ,而反射可以忽略。     

Evanescent wave imaging of adsorbed protein layers

An evanescent wave arises at the interface of two media when light propagates from a more to a less-dense medium under total internal reflection. The wave is distributed over a superficial area because its amplitude decays exponentially with distance from the interface. The evanescent wave intensity at the interface can be larger than that of the incident beam. Evanescent waves have widespread current use in the imaging of chemical, bio-chemical and biological phenomenon. For example, an evanescent wave is responsible for fluorophore excitation in total internal reflection fluorescence microscopy, which is used to visualize single-molecules on the surface of living cells, and can detect cell membranes in micro-domains. An interesting scientific question is the possibility of directly using evanescent waves to image a monolayer, and how to improve the image contrast. The authors have observed an adsorbed protein layer using evanescent wave imaging and used both experimental and theoretical techniques in their investigation.
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负Goos-H？nchen位移的理论与实验研究

1947年Goos和H？nchen发现,当电磁波束在玻璃/空气界面全反射时,在返回玻璃内部时有一项发生在入射面内的纵向位移;我们称之为正位移。实际上,稳态相位法的计算表明,位移可以为正、为零,甚至为负。由于界面上的表面波可以是前向型的和后向型的,携带的功率向着不同方向;故当激发起后向型表面波时就可获得入射波束的负位移。在多层结构中,当入射波束波矢的切向分量与表面波传播常数一致时,会发生类谐振现象并导致位移增大。〈br〉 在一般情况下,当光束入射到金属表面,TM极化时GHS为负,并且绝对值比TE极化时大得多。但我们在微波的实验研究表明,在使用金属时可以在TE极化时发生负位移。实验时在全反射界面处为纳米级金属膜,是厚度30nm和60nm的铝膜,它蒸镀在厚18μm聚乙烯膜上。实验还发现,当改变入射角θ1并使之达到约qθ1c（θ1c为全反射临界角,q＆gt;1）出现类谐振现象,GHS的绝对值可达（5~7）cm。目前尚缺少对这些结果的理论解释。     

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

高斯波在媒质界面上的反射和折射

应用平面波谱分析法和菲涅耳公式，导出了高斯型电磁波入射到一平面媒质界面后反射波和折射波的积分公式，在傍轴近似下得到了反射波和折射波的近似解析解。从结果中可以看出，当入射高斯波是圆型高斯波时，反射波和折射波一般是椭圆型高斯波。     

弹性波在两种液体饱和多孔介质界面上的反射和透射

Biot理论用来研究弹性波在两种液体饱和多孔介质界面上的反射和透射,考虑到斜入射时模式转换的一般情况,对相当普遍的一组边界条件计算了能量反射和透射系数与入射角的关系。给出了一个数值解的例子。     

Study on the AVO forward modeling of coal bearing strata

Based on the AVO theoretical modeling of the coalbed, this paper analyzes the AVO characteristics and influencing factors of the coalbed P-P reflection wave. On the top interface of the coalbed, the P-P reflection wave absolute value of reflective coefficient decreases when the incidence angle increases between 0 and 60 degrees, and then increases gradually. On the bottom interface of the coalbed, the total reflection occurs rather strikingly because the incident wave propagates from low impendence media to high one. And for the soft and fractured coal in particular, such a phenomenon takes place even at an incidence angle less than 15 degrees. So the reflection characteristics of the coalbed bottom interface are not conducive to AVO analysis. AVO response is closely relative to the coal structure, and AVO intercept and gradient of top interface of the coalbed reflection wave increases when the coal structure is destroyed severely. For coalbeds of the same coal structure, AVO intercept and gradient of the coalbed top interface with the sandstone roof is greater than that with the mudstone one. The tuning of coal-bed thickness has adverse influence on coalbed AVO attributes analysis obviously. Those AVO characteristics of coalbed are shown further by modeling from Well 9-10-15 and Well 10-E-3 in Huainan coalfield, China.