论光在介质表面反射时的半波损失问题——兼与张静江先生商榷

指出了半波损失研究中存在的问题，定性研究了在一般斜入射时反射光和折射光电矢量的方向，定量地计算反射光电矢量与入射光电矢量的夹角．     

在光密——光疏界面反,折射的电矢量分析

导出单色平面偏振光入射到光密－光疏界面时,反射光与折射光电矢量在三维直我坐标系中的矢量表达式。     

光波入射到光疏—光密界面时反射光与折射光电矢量分析

本文导出了单色平面偏振光入射到光疏－光密界面时,反射光与折射光的电矢量在三维直角坐标系中的矢量表达式,并由此得到了光强及反射率和透射率的数学表达式。在此基础上,我们对自然光入射时的反射率和透射率进行了研究,绘出了相应的曲线,结果与已知结果相一致。     

垂直介质分界面的入射光反射前后位相关系的讨论

一般光学教材在处理光线垂直界面入射而发生反射的问题时,用菲涅尔公式中的正负符号简单地表示入射光垂直于入射面的的电矢量与平行于入射面的电矢量反射前后位相的变化。然而,这种表示是不完全的。本文讨论了此问题的解决方法。     

额外程差中两个电矢量的数学表达式

采用递推法，由折射光电矢量的表达式推导出反射光电矢量的表达式，再由反射光电矢量表达式推导出出射光电矢量的表达式。另，将在推导过程中导出的各电矢量的ｓ、ｐ分量的方向与已知结论相比较，它们完全一致。     

透射式位相光栅矢量衍射特性的实验研究

实验研究了透射式全息位相光栅的矢量衍射特性,实验结果表明当光栅常数接近或小于入射波长时,等光强的P、S偏振光入射,其各级衍射光强明显不同.经分析得知这种偏振依赖是由两方面的因素引起:玻璃基底的影响和光栅本身的矢量衍射特性所致.用时域有限差分方法(FDTD)模拟了光与位相光栅的相互作用,结果表明光栅本身的偏振依赖是由矢量衍射中P、S偏振光在光栅中形成的相对位相延迟不同引起的.     

矢量圆柱波函数按矢量球波函数的展开

本文详细导出了矢量波动方程的柱波函数按球波函数解展开的表达式,可用以研究具有柱对称的入射波束被球状物体的散射。     

矢量偶极孤子在光折变非均匀非线性介质中的传输特性

矢量空间孤子的形成及其传输是个重要问题。在介绍光折变效应的含义及其理论模型的基础上,给出描述光束传播的方程;通过简化方程组,得出最简单的耦合矢量孤子对,进而研究了该矢量偶极孤子对的传输过程;通过改变入射光束的振幅和宽度,数值模拟了矢量耦合偶极孤子对的形成和传播过程。     

含负折射率光学透镜传感器

基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.     

CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器的短脉冲光电响应

以Nd:YAG纳秒脉冲激光器的2倍频输出(532 nm)作为激发光源,比较了1步法、2步法制备钙钛矿光电探测器对ns量级短脉冲激光的光电响应.结果表明,2种钙钛矿光电探测器的上升沿响应时间相当,为20～ 25 ns,且随着探测器的性能退化,上升沿响应时间基本保持不变;在灵敏度方面,2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器能够在更大入射能量范围内保持线性响应,且在低能入射条件下具有更佳的光电转换效率;在光电转换效率的长时间稳定性方面,1步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器优于2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器.所得结果既有助于钙钛矿光电探测器的光电转换行为表征,也有利于拓展钙钛矿光电探测器的应用范围.     

用惠更斯作图法研究左手材料的负折射现象

针对理解电磁波在左手材料中的传播特性,在详细分析了该介质中电磁波波矢量k的方向、大小和坡印廷矢量s之间关系的基础之上,根据电磁场理论探讨了电磁波在右手、左手材料分界面上的反射和折射(各介质都是各向同性的)现象。并运用惠更斯作图法解释了电磁波由右手材料穿越左手材料时的负折射现象。指出发生负折射现象的根本原因是由于电磁波在左手材料中传播时其波矢量与坡印廷矢量的方向相反。     

相对论与光在高速运动界面上的反射和折射

从狭义相对论的波矢量间的洛仑兹变换出发,推导出光波在运动媒质表面的反射定律和折射定律     

平面电磁波在运动介质界面上的反射、折射及其应用

从波矢量κ和角频率ω在运动界面上的关系入手，讨论运动界面上平面电磁波的反射、折射，并运用所得结果分析平面电磁波在运动介质界面上反射时波长的变化。     

远场高斯平面波折射时光斑演化特性的研究

讨论了高斯光束的远场行为,给出了传播方向为任意方向、等相面为平面、幅度呈高斯分布的高斯平面波的一般表达式.分析了高斯平面波在介质分界面处的反射与折射现象:其波矢满足均匀平面波的折射反射定律,振幅最大值满足均匀平面波的菲涅尔公式.但光斑将发生演化,由圆形演化为椭圆,椭圆光斑的长短轴取决于入射介质和折射介质的折射率之比.最后给出了入射光的场强同时包含垂直入射面分量和平行入射面分量时反射波与折射波的一般表达式.     

斯托克斯方法对弹性波的应用

本文将光学中的斯托克斯方法应用于弹性波在两种介质分界面上的反射和折射现象,求得了液体-液体分界面上P波和固体-固体分界面上SH波的反射系数和折射系数。还证明了两种固体分界面上弹性波的散射矩阵是幺正厄米矩阵。     

平面电磁波在两种介质表面上的反射与折射

以Maxwell方程组为出发点,用简洁明了的理论推导,给出平面电磁波在两种介质表面上的反射与折射是电磁运动规律应用的典型实例,并由此引出了一些重要结论,如半波损失的存在、Brewster角的成因、全内反射的规律等.在对电磁波的传播、电磁波与介质的相互作用等基本规律的认识中,体现电磁学基本规律在信息技术、通信技术中的理论指导意义和其现实意义,由此得出的结论也为深入理解光的反射与折射奠定了基础.     

热辐射在介质表面反射及折射的微观机理

通过建立热辐射在介质表面散射的微观物理模型,数值模拟了任意入射角下热辐射散射的电场强度分布图形,得到了在任一入射角下的反射角及折射角.模拟结果与经典公式推导的结果吻合得很好,表明所建立的模型揭示了热辐射在介质表面反射及折射的微观机理.     

Road surface mirage： A bunch of hot air？

The inferior mirage from road surfaces is a common phenomenon, which can be easily seen in everyday life. It has been recognized in the literature as a light refraction phenomenon due to the refractive index gradient caused by the temperature gradient in the air strata above the road surfaces. However, it was also suggested that the mirage is just a phenomenon of specular reflection at grazing incidence. Because of the lack of reasonable and quantitative evidence, the generally accepted light refraction theory has not yet been refuted. Here we show some mirror-like reflection images captured from a road surface stretch in Yujiashan North Road, Wuhan, China, when there was no obvious temperature gradient on or above the road, measured on a winter day in December 2009. This provided direct evidence to doubt the temperature induced light refraction mechanism of the inferior mirage. Furthermore, the critical grazing angle of about 0.2° to the road plane where the mirror-like reflection appears could not make the rough surface scatter incident light as a smooth surface according to the Rayleigh criterion. Therefore the phenomenon is a mirrorlike observation effect of scattering from the surface, which cannot be entirely explained by light refraction via air strata. The results demonstrate that the image-formation mechanism and the observer-based-analysis method shown here potentially offer a means of understanding a wide range of scattering phenomena from rough surfaces at grazing angle; for example, the superior mirages of unusual brightness occasionally observed over frozen lakes and the off-specular reflection phenomenon.     

综合物探在复杂滑坡中的应用--以武都杜家沟滑坡为例

物探方法作为经济快捷的滑坡勘查手段已得到国内外的广泛认可,但涉及复杂型滑坡的案例较少。本文以武都杜家沟滑坡为例,利用浅层地震反射法、高密度电法、地震折射层析法组成了有针对性的综合物探勘查模式,有效查明了该滑坡的覆盖层厚度、基岩起伏变化、断裂分布等地质特征。最后使用综合物探成果结合地面调查、钻孔、槽探等信息回答了杜家沟滑坡地面调查中的种种疑惑,为复杂型滑坡勘查提供了一定的借鉴意义。     

入射光与折射光的振幅与光强的分析

利用菲涅尔公式和电磁场能量、能流理论,分析光在两个均匀各向同性媒质的界面上入射,反射和折射时,能够得出两个有趣的结论:1.一定条件下,折射光的振幅可以大于入射光的振幅;2.一定条件下,折射光的光强可以大于入射光的光强.