共振吸收介质中含时间的非简并四波混频理论

本文理论分析了在共振吸收介质中光波电场(振幅)与时间有关的非简并四波混频,得到了耦合波方程的精确解。发现在介质中,信号光和探测光的光波电场不仅是时间的函数,而且其空间分布也发生了变化,进而得到反射率R和透射率T以及参量过程的转换系数(?)。     

全反射时的透射光波场

当光波由透明的光密介质射至光疏介质,并且入射角大于相应的临界角时,要发生全反射。入射光波的能量全部返回光密介质,不再形成通常的折射光波。但这并不意味着入射光波的电磁场就此中断在介质的分界面上,在光疏介质中有透射波的电磁场存在,而且它的辐射能量流密度的时间平均值不等于零。瞬时值一般也不为零。本文讨论光波全反射时,反     

色散介质中脉冲传播的矩阵方法

通过变量代换,将描述光脉冲在二阶色散介质中传播的时间效应方程,化为与描述光波在一个横方向衍射效应的近轴波方程同样的形式后,借助于描述近轴光学行为的矩阵方法,对啁啾光脉冲在色介质中传播的时间行为进行了研究,并对引入的“时间光线”和“时间透镜”等概念进行了物理阐释。     

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.     

双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布及其应用——电控λ/2波片

晶体内部的电场分布是影响其电光特性的主要因素.采用有限元法分析了双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布情况,讨论了晶体内部电场均匀分布区域与电极尺寸、晶体尺寸之间的关系.在此基础上,分析了光波在均匀电场中沿光轴传输时,铌酸锂晶体的双横向电光效应,得到了光波偏振方向与电场之间的关系,从而设计了一种适用于任意波长的电控λ/2波片.     

BSO晶体((11) 0)切面的二波耦合增益

考虑了压电和弹光效应对光波耦合的影响,在BSO晶体的((11) 0)切面上,处理了矢量二波耦合问题,分别计算了入射光偏振态平行和垂直于入射面情况下的信号光的增益系数,得到了增益系数随光栅取向变化的函数关系.     

BSO晶体(■■0)切面的二波耦合增益

考虑了压电和弹光效应对光波耦合的影响,在BSO晶体的(1 1 0)切面上,处理了矢量二波耦合问题,分别计算了入射光偏振态平行和垂直于入射面情况下的信号光的增益系数,得到了增益系数随光栅取向变化的函数关系.     

高斯型粗糙面光透射的微扰法研究

运用微扰法研究了介质粗糙面的光波透射问题,结合高斯粗糙功率谱导出了不同极化状态下透射系数的数学表达式。数值计算得到了透射系数随透射波的散射系数的变化曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波频率对散射系数的影响。得到了透射系数的基本特征和随波长变化特征。     

静磁前向体波－导光波相互作用研究

从理论和实验两方面研究了ＹＩＧ／ＧＧＧ磁光波导中静磁前向体波（ＭＳＦＶＷ）色散、辐射阻抗及输入阻抗特性。根据模式耦合理论，对静磁波－光波导中静磁波和导光波（ＧＯＷ）相互作用问题作了分析研究。实现了静磁前向体波对导光波的调制。作用效率达到２１％。为静磁波－集成光频谱分析仪（ＭＳＷ－ＩＯＳＡ）等器件的研制奠定了基础。     

为什么自然光在反射后会发生偏振? 自然界有哪些偏振现象?

正A:我们知道,光就是电磁波。根据电磁理论,在自由空间传播的电磁波是一种纯粹的横波,在前进方向横向振动着的物理量是电场矢量和磁场矢量。正是两者的相互激发,让电磁波无需介质,就能向前传播。在光和物质发生相互作用时,主要是电磁波中的电矢量在起作用。所以人们常以电矢量作为光波中振动矢量的代表,并称之为光振动。光是光源中大量原子或分子发出的,在普通光源如白炽灯中,各原子或分子发出的光波不仅初相位彼此无关联,振动方向也是杂乱无章的。因此,宏观来看,这种光包含了所有方向的     

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

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,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.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.     

数字全息中参考光波面畸变对再现像的影响及消除

基于波相差理论，分析了数字全息记录过程中所用参考光可能存在的波面畸变；以傅里叶变换型数字全息为例，详细讨论了具有波面畸变的平面参考光对数字全息记录与再现的影响，外提出采用修正波面的再现光消除参考光波面畸变影响的方法．理论分析和模拟结果表明，这种方法能有效消除参考光波而畸变带来的影响，大幅度提高再现像的像质．     

频散介质中探地雷达有限元法正演模拟

为了更准确地认识探地雷达(GPR)波在频散介质中的传播规律,从Maxwell方程组出发,在频散介质相对介电常数与频率满足Debye关系的条件下,经傅里叶变换,导出时间域GPR波电场和磁场的波动方程。对GPR波的电场波动方程采用伽辽金有限元法,推导频散介质中探地雷达二维有限元方程,采用透射吸收边界有效减弱截断边界的超强反射波,使得截断边界处的反射波充分吸收。利用依上述方法原理编制的程序分别对均匀模型和两圆状模型进行正演计算,验证该算法的正确性和可行性。研究结果表明:均匀频散介质中GPR子波的衰减比在非频散介质中的衰减要快得多,且GPR子波的宽度随着接收器与发射源距离的增加而变大;频散介质中异常体的反射波宽度比非频散介质中的反射波宽度大。     

超光介质的基本特性

运用正则量子化方法，得到了以唯象极化率表示的非线性作用光场的哈密顿量，揭示出超光介质并不是自散的．在经典近似下，讨论了超导波基态的波动特性，得到了超光与光孤子之间的联系，超光在超光介质中是以时间孤子的形式传播     

超光介质的基本特征

运用正则量子化方法，得到了以唯象极化率表示的非线性作用光场的哈密顿量，揭示出超光介质并不是自散的，在经典近似下，讨论了超导波基态的波动特性，得到了超光与光弧子之间的联系，超光在超光介质中是以时间弧子的形式传播。     

空间光孤子之间相互作用的数值研究

从麦克斯韦方程组出发,考虑光波介质的各向同性,在慢变包络近似下,得到了一般情况下的（1＋1）维非线性薛定讶方程;研究了一维自聚焦介质中线性聚焦和散焦效应对空间孤子之间相互作用的影响;并讨论了不同条件下空间光孤子之间的相互作用．     

基于双光子光折变效应的中心对称亮空间孤子的自偏转

基于外加电场的双光子中心对称光折变介质,数值研究了中心对称亮孤子的自偏转特性.结果 表明:具有双光子效应的中心对称光折变介质中,亮孤子在扩散效应的作用下呈现出与光轴方向反向的自偏转特性；孤子中心偏转距离与外加电场和入射光强等参量相关.随着外加电场的增加,孤子的自偏转距离逐渐加大.亮孤子自偏转距离随着入射光强的增加表现出先增加后减小的非线性变化规律,在孤子半峰全宽最窄处,孤子的自偏转距离存在一最大值.     

三层介质平板波导中TE波的转移矩阵和模式本征方程

由TE波的波动方程出发,根据麦克斯韦方程和边界条件,推出三层介质平板波导中的电场分布.再根据这些关系求出电场在y方向的导数表达式,并得到导波层TE波的转移矩阵和模式本征方程.     

利用空间暗光孤子诱导波导实现光控可变定向耦合器

基于空间暗光孤子诱导波导的模式特性以及光波在波导间耦合理论，提出了一种实现光控可变定向耦合器的方法，改变光孤子波导的背景强度，则信号光从器件偏转输出的位置不同。研究了孤子波和信号光波长之比、器件长度及介质的线性折射率对光控可变定向耦合器性能的影响。     

光线在单轴晶体中传播的数学表示

常见教科书光在各向异性介质中传播，多采用几何作图处理法，其特点是比较直观，但作为光路设计、晶体器件设计等，作图法难以完成理论方面的研究．该文将从惠更斯原理出发，应用光波面方程，用数学解析法推导出光在单轴晶体中传播遵循规律的数学表示．