单轴晶体和各向同性介质交界面上e光的全反射

根据e光光线折射的基本公式,计算和分析了光轴任意取向情况下单轴晶体和各向同性介质交界面上e光的全反射,并对几种特殊情况进行了讨论。     

光子晶体在荧光集光太阳能光伏器件中对波长选择反射的理论计算

为了减少荧光集光太阳能光伏器件的非全反射荧光逃逸,使荧光有效传输到侧面的太阳能电池上,可以在光波导介质与空气界面铺设一层二维光子晶体,利用光子晶体的光子带隙实现荧光的全反射,有可能提高光波导对荧光的收集效率.这里用有限元分析软件Ansys计算了不同折射率、不同形状(圆柱、四棱锥、四方柱、六角柱、圆锥)正方晶格单层二维光子晶体0～45°间TE波和TM波的反射系数.结果表明,当光波导介质为玻璃(折射率1.5)、光子晶体介质为TiO2(折射率2.2)、形状为四方柱时,光子晶体在0～13°的范围内形成带隙,相应的理论收集效率从74.5%提高到77.1%.     

光轴任意取向单轴晶体的反射和透射系数

研究了光从各向同性介质入射至单轴晶体界面上时反射和折射情况 ,采用一套较为简单的公式和计算方法 ,再加上坐标轴的旋转 ,从而给出了在晶体光轴取向任意的一般情况下 ,光在晶体界面上的透射、反射系数的具体表达式 .     

光学介质膜在短型格兰.汤普逊棱镜中的应用

提出了一种冰洲石晶体－光学介质膜结构的短型格兰．汤普逊棱镜设计，研究了全反射光在薄膜上的透射深度，以及透射深度与棱结构角和光波长的关系。     

各向同性阶跃光纤的偏振椭圆度

利用全反射光在光纤包层中的横向偏移和相位变化，导出了各向同性阶跃光纤的全反射偏振椭圆度和偏振椭圆度长度计算公式，通过模拟计算分析了偏振椭圆度及偏振椭圆度长度随入射角的变化规律。     

电磁波在双轴左手介质中的异常反射和折射

讨论了电磁波在双轴左手介质中的传播和电磁波在普通介质与双轴左手介质界面上的反射和折射.当ε220,μ110,μ330(μ220,ε110,ε330)时,电极化波(磁极化波)在双轴左手介质中不能传播,而在其它情况,电磁波的入射角只有在满足一定条件时才能传播.当电磁波从普通介质入射到双轴左手介质的分界面上时,满足ω2ε22μ33k2sin2θ(ω2ε33μ22k2sin2θ)时,电极化波(磁极化波)将发生折射,论文还讨论了在两界面上电磁波发生全反射的条件,这些结果与普通介质与各向同性左手介质界面上的反射不同.     

光子晶体光子带隙与介电常数差的关系

通过研究以砷化钾为背景介质周期性排列椭圆孔柱构成的光子晶体,发现在高频率区域,二维三角结构各向同性光子晶体的光子带隙并不随介电常数差单调变化,而是出现了一个极值:0.0503eω(ωe=2πc/a)的完全光子带隙.     

无限周期声子晶体全反射隧穿效应的机理研究

建立了一维无限周期声子晶体的谐振腔模型,利用谐振腔的共振条件推导出全反射隧穿导带频率满足的解析公式,从理论上解释了一维无限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的物理机理.利用频率的解析公式对全反射隧穿导带的频率随导带级数、腔厚度以及入射角的变化规律进行了研究,圆满地解释了一维无限周期声子晶体的全反射隧穿效应的变化规律.并且将共振理论的结果与色散法的结果进行比较,其结果完全吻合.     

全反射光的横向偏移和渡越时间曲线

利用全反射所产生的相移角导出了全反射光在第二种介质中的横向偏移和光在第二种介质中的渡越时间，并利用推公式计算了横向偏移和渡越时间随入射角的变化曲线。     

正交各向异性介质平面问题的基本解

对Ｒｉｚｚｏ和Ｓｈｉｐｐｙ提出的基本解作了进一步推导，从而得到了正交各向异性介质和各向同性介质平面问题基本解的统一表达式，并给出了相应求域内应力的公式．这给分区均质体（其中同时包含正交各向异性介质和各向同性介质或横观各向同性介质）的受力分析计算带来了方便．     

利用非线性差频效应产生THz辐射波的理论研究

从理论上研究了利用晶体的非线性效应在常温下产生太赫兹辐射波。推导了相位匹配的条件,并提出了相应的实验方案。利用这种方案产生太赫兹辐射波无需苛刻的环境条件,在常温下便可以连续、长时间地工作。     

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.     

光线斜入射情况下对波片中e光与o光光程差的计算

在一般有关晶体光学的教材中，只讨论了光线垂直入射波片时ｅ光与ｏ光的光程差，西方运用惠更斯作图法结合数学方法，推导了波片在光线斜入射时光程差的一般表达式，并给出了由光线斜入射角所引起的光程差变化量的精确计算式，其结论对有关波片和晶体实验及测量具有实际意义。     

青藏铁路多年冻土场地波速特性分析

为分析冻土场地波速变化规律,通过现场钻孔波速测试,并结合已有典型场地波速资料,研究了青藏铁路沿线多年冻土场地波速比的经验值及波速变化受控制因素的影响规律。结果表明:多年冻土场地纵横波速比经验参考值可选用1. 5左右;冻土层波速传播规律与地温、土层埋深、土质属性、冻结冰晶含量等诸多因素相关;冻结作用使土体的结构性增强从而冻土体强度增强,冻结状态下土体的波速通常大于未冻结场地土体;多年冻土层波速值随土层深度的增加、地温的降低和冻结土体中冰晶含量的增加而增加。     

超流动性的孤波模型

提出超流动性的孤波模型.用液体的准晶态的谐振子模型,导出描述液体分子运动的波动方程.在一定条件下导致非线性薛定锷方程并具有孤波解,孤波的运动产生超流动现象.用液体分子振动波的相干性条件,导出超流转变温度的公式.       

两单轴晶体界面上光的折射

对两单轴晶体交界面上光的折射，根据光的电矢量满足的边界条件，得到了波法线满足的折射公式，同时，根据度规光学中光线径迹的零测地线方程导出的Fermat原理，推得了光线遵从的折射定律。文章所得解析公式完全可以确定折射光的波法线和光线的方向。     

椭圆散射元构建的二维光子晶体禁带特性

基于对光子晶体禁带的研究,设计了一个椭圆形散射元。利用平面波展开法,采用二维六边形晶格结构,对这一椭圆散射元光子晶体的禁带特性进行模拟计算。分别计算了TE模式和TM模式两种电磁场下的光子晶体的禁带宽度,对相对禁带关于散射元结构参数变化的关系做了分析,依据相对禁带宽度,找到相对禁带最大的模型。     

各向同性介质与单轴晶体界面上e光波法线的折射

根据光的电矢量满足的边条件，对各向同性介质与单轴晶体界面上e光波法线的折射进行了具体的讨论，得到了确定e光波法线在单轴晶体中传播方向的公式，并对几种特殊情况进行了具体讨论。指出了由所得结果可以确定e光光线的行进方向。     

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.     

表面晶格畸变和电子有效能量的改变对表面态的影响

本文同时考虑了表面电子有效能量的改变和表面晶格的畸变效应,用微扰格林函数方法计算了三维半无限晶体的表面电子态。结果表明:同时计入两种因素的影响后,在上禁带和下禁带可能产生新的表面态。给出了表面态存在条件、表面态能级和波函数的表达式。可以看出:在一般情形下,表面态的数目、存在条件和能级与表面电子有效能量的改变和表面晶格畸变对应的结合能改变都有关系。