全反射和倏逝波

本文应用Ｍａｘｗｅｌｌ的电磁波理论，对光的全反射现象进行了推导。得到了全反射密切相关的倏逝波，并对倏逝波进行了详细的讨论，给出了全反射时能量流动的图象。     

光的全反射与光学倏逝波

本文利用菲涅耳公式解释了全反射现象。在光束经受全反射时来讨论透射光束,则得出倏逝波的波方程,并进一步研究指出倏逝波只存在于光疏介质表面薄层中,沿界面传播的距离也只能是很短的路程。     

光的全反射中倏逝波的研究

运用菲涅尔公式得出全反射现象中看似矛盾的透射波能量问题，利用电磁波理论分析了在介质分界面存在的倏逝波，讨论了倏逝波的性质和传播规律。     

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。     

Goos-Hanchen位移的两种计算方法

从倏逝波转移能量的观点和时间延迟的概念出发计算了光波全反射Goos-Hanchen位移的大小。     

光在发生全反射时的倏逝波

从菲涅耳公式出发说明光发生全反射时也存在透射光——倏逝波,并导出透射光的波动方程,说明了它的一些性质．     

Goos—Hānchen位移的两种计算方法

从倏逝波转移能量的观点和时间延迟的概念出发计算了光波全反射Ｇｏｏｓ－Ｈａｎｃｈｅｎ位移的大小。     

负折射率介质中的倏逝波

利用平面波的角谱理论,得出了倏逝波在负折射率介质中的频谱传播公式,并对倏逝波在负折射率介质中的放大效应给予物理解说,最后,从理论和计算机模拟实验方面验证了公式的正确性.     

超颖材料特性对无线电力传输系统的影响

为了提高无线电力传输系统的传输效率和增大传输距离,在无线电力传输系统中采用了超颖材料.从负折射率和倏逝波出发,通过公式推导和仿真分析,探讨了超颖材料对倏逝波的增强效应.结果表明:当磁导率为负值时,超颖材料对倏逝波磁场的增强效应可使耦合系数成倍增大;而负的介电常数所引起的电场增强效应对耦合系数的影响较小;在现有无线电波段工作频率和厘米量级的传输距离条件下,负折射效应无法提高耦合系数,即无法提高传输效率,而需要制作工艺相对简单、磁导率为负的单负材料,以达到提高无线电力传输效率的目标.     

小孔近场衍射的矢量与标量角谱理论研究

文章依据角谱理论研究了,纳米小孔的近场衍射,采用矢量和标量角谱理论研究了电磁场的矢量性和衍射场中倏逝波对纳米小孔近场衍射的影响,给出了小孔近场衍射的数学表达式．理论计算了纳米尺寸下小孔的横向和纵向近场衍射光强分布,并获得了电磁场的矢量性和衍射倏逝波在小孔近场衍射的作用.     

浅谈倏逝波

倏逝波（Evanescent Wave）是一种非辐射近场波,包含很多近场精细结构信息,是近场光学研究的核心内容。倏逝波与表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）的新颖结合,引起了研究者们的许多关注,在SPPs元器件和回路、纳米波导、SPPs光开关等方面具有很广阔的应用前景。文章介绍了倏逝波的存在条件和相关性质,并简述了与SPPs结合的相关应用。     

倏逝波在锥形光纤折射率计中的传感作用

对锥形光纤模间干涉结构产生的倏逝波与模式有效折射率间的关系进行了理论计算与研究,并仿真得出随着外界折射率变化而移动的干涉光谱,以此在理论方面证明倏逝波的产生对提高波长解调型的锥形模间干涉折射率传感器的灵敏度起着至关重要的作用.基于倏逝波的吸收光谱法计算了锥形区域在不同轮廓线、不同锥区长度以及不同锥径时的倏逝波强度,对优化锥区形状提高折射率测量的灵敏度有所帮助.最后以拉锥的模间干涉光纤传感结构测量折射率的实验验证了理论计算的正确性.     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。     

基于增强倏逝波的声透镜光声成像系统设计

光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。     

基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。     

基于光束传播法的偏芯光纤传输特性研究

偏芯光纤由于纤芯偏离中心轴线,其光纤传输特性与传统光纤不同。本文对常用的光纤传输特性数值模拟方法及其优缺点进行了分析比较,确定采用光束传播法对偏芯光纤的光传输特性进行研究。建立了偏芯光纤的理论计算模型,分析了偏芯光纤对应的模场分布特性。推导出偏芯光纤倏逝波的表达式,当纤芯距离包层外表面非常近或贴近外表面时,可利用倏逝波进行光学传感。运用RSoft软件中的Beam PROP模块对偏芯光纤进行了光学结构建模。基于光束传播法,对偏芯光纤中的模场特性及光功率特性进行了仿真分析,并得到了基模有效折射率和双折射与偏芯距离的变化关系。     

无线电能传输中非正定磁介质的部分聚焦效应

对无线电能传输中非正定磁介质部分聚焦效应进行了数值研究.采用印刷电路板掩模蚀刻技术制备平面圆螺旋超材料,在兆赫兹波段,该超材料显示了非正定磁导率.数值模拟了磁偶极子的磁场强度经过空气与非正定磁介质后的空间分布.仿真分析发现,插入非正定磁介质后,在距离磁偶极子一定距离处的观测点,磁场强度得到了很大增强.此研究表明,利用非正定磁介质对倏逝波的部分聚焦效应,可以有效提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的近场区磁场强度.     

光子扫描隧道显微技术

根据对内全反射(TIR)棱镜表面成指数衰减规律倏逝场的检测和分析,本文叙述了一种新型的光子扫描隧道显微技术(PSTM),被分析的样品置于棱镜表面,它空间调制了上述倏逝场。通过对被调制倏逝场的检测获得了远小于光波波长的空间分辩能力.PSTM实验系统中使用了633nm 的 He-Ne 激光,用直径约300nm 的光纤探针对不同薄膜样品进行检测,其结果与光隧道理论相符。     

左手介质组成的完美透镜的两种不同的理论分析

在分析了两种不同的左手介质组成的基础上，根据电磁理论，从传统透镜的理论缺陷入手，利用传统光学性质和传输线理论两种不同的方法来分析，利用倏逝波在左手介质中被放大的性质，解析地研究由左手介质组成的完美透镜以及完美透镜成像的原理．     

免标记光纤生物传感器的研究进展

按照传感器的工作原理将免标记光纤生物传感器分成了光纤表面等离子体共振生物传感器、光纤倏逝波生物传感器和光纤光栅生物传感器3类,详细说明了3类生物传感器的基本结构、工作原理及特点,简要介绍了其在生物医学领域中的应用,并展望了免标记光纤生物传感器的发展前景。