各向异性媒质中双折射现象的讨论

各向异性是物质的基本性质。本文讨论了平面电磁波在各向异性媒质中的传播,解释了双折射现象产生的物理规律,并对教学中容易混淆的一些概念进行了说明,在此基础上介绍一种波法线面作图法,可以确定单轴晶体产生双折射时o和e光的光线方向。     

双折射现象的电磁理论解释

双折射现象中,一束光线在晶体中传播时会被分成寻常光线和非常光线,并且这两束光线的波阵面明显不同。本文从电磁学的角度对上述现象发生的机理进行探讨,以期为双折射现象的研究提供新的思路。     

双折射现象解析--在晶体中不可能发生多折射

从电磁理论出发解释了光在某些晶体中传播时呈现的双折射现象，通过本征值问题的解只有两个说明不可能发生三折射，四折射等多折射现象。     

各向异性固体弹性介质中群速度的解析表达式

通过引入一个仅仅与介质弹性常数有关的矩阵M ,将Christoffel系数矩阵分解成M和一个与波传播方向有关的矢量 P两个部分的乘积 .由此推导出适用于计算各种各向异性固体弹性介质弹性波群速度的普适解析表达式 .群速度作为弹性波波矢的函数 .在特殊对称性方向上该解析表达式的结果与已有文献的结果一致 .利用Matlab软件数值求解Chritoffel方程 ,得到对应于任意方向上的相速度 .图 2 ,参 7.     

利用等频面分析各向异性晶体的双折射

在光学课程的学习中,各向异性晶体的双折射一直是重点和难点.根据基本的电磁场理论,利用等频面对各向异性晶体中的双折射性质进行了直观的分析,计算了e光和o光在各向异性介质界面的反射和折射性质,并利用等频面很好地分析了超材料中的光学负折射.利用电磁仿真软件对单轴各向异性介质中的双折射以及超材料中的负折射现象进行了模拟,加深学生对各向异性介质及其中双折射性质的理解,激发了其学习兴趣,提高了教学效果.     

关于磁线双折射偏振模式的讨论

用经典电动力学理论研究了磁线双折射的产生机制与偏振模式,对一些教材中的不同看法进行了分析,给出了正确结果．     

人为双折射现象的验证

文章介绍了电光调制实验中人为双折射现象产生的机理,并给出了观察该现象的实验方法,从而对人为双折射现象进行了验证。     

用计算机模拟轴晶体双折射现象

利用计算机绘制演示图形，样拟并分析了单轴晶体双折射理角及规律。     

各向异性媒质中三维涡流场的等效源法

提出计算各向异性媒质中三维涡流场的等效源法。该法是将各向异性媒质中涡流场问题转化为附加等效源的各向同性媒质中涡流场问题。还提出实现等效源法的迭代算法，该算法是用通常的求解各向同性媒质中涡流场的方法（如有限元法、边界元法、模拟源法等）迭代计算附加等效源的各向同性媒质中涡流场。文中还给出了等效源迭代算法的收敛条件。由于每次迭代都可以利用计算各向同性场的中间结果，所以迭代计算所需的机时不多。文中给出了计算实例。     

振荡电偶极子在磁各向异性媒质中的辐射场

利用磁各向异性推迟势公式，运用在各向异性直角坐标系中的计算方法，求得在磁媒质为各向异性而电媒质为各向同性的介质中振荡电偶极子系统的辐射电磁场。     

用计算机模拟单轴晶体双折射现象

利用计算机绘制演示图形,模拟并分析了单轴晶体双折射现象及规律．     

磁各向异性媒质中振荡电四极子辐射功率的角分布

振荡电四极子在磁各向异性媒质中辐射时,功率的角分布较为复杂.通过缜密的数学推导得到了磁各向异性媒质中电四极子沿极轴振荡时,其辐射功率角分布的表达式.当媒质为各向同性时,计算结果与预期的结果相吻合,从而验证了推导结果的正确性.     

应用开腔测试毫米波各向异性介质的介电常数

从理论上研究了开腔测试各向异性介质。分析了开腔中单轴晶体的场分布得出了测量单轴晶体介电常数的公式,并在8mm频段用平凹型开腔测量了石英晶体的介电常数.实验结果与理论分析吻合良好。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

各向异性电介质球形电容器的讨论

利用电容器的串联公式和电容器中能量与电容的关系,计算了充有线性各向异性电介质、对数复合型以及指数复合型各向异性电介质时球形电容器的电容.得出,不同类型的各向异性电介质球形电容器的电容和真空时的电容成线性关系,比例系数由电容器的内外半径以及电介质本身的性质决定.     

线双折射对高圆双折射光纤电流传感器输出信号的影响

对采用高圆双折射光纤的电流传感器中光纤特性的不完善,如光纤中存在的固有线双折射及弯曲引入的线双折射,传感器输出信号受到的影响进行了详细的理论分析及数值计算,获得了线双折射影响传感器输出信号的数据及曲线,并提出消除光纤中线双折射对传感器输出信号影响的方法。这些结果对分析传感器实际测量结果,提高传感器稳定性及性能以及传感用高圆双折射光纤的设计等都有很大的实用和参考价值。     

非偏振保持光纤中随机双折射对自俘获现象的影响

本文用数值计算的方法解非线性耦合薛定谔方程，研究了在非偏振保持光纤中随机双折射变化对孤子自俘获传输现象的影响。研究结果表明，相对于具有保偏特性的强双折射光纤，非偏振保持光纤中随机双折射所致的2个模式间频繁的能量交换，减缓了2脉冲的走离，有利于束缚态的形成，入射偏振角θ对孤子的自俘获传输影响非常小，这就使光孤子耦合进光纤时不须鉴别光纤的快、慢轴。