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.     

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光和e光的光线方向。     

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。     

双折射后晶体内的o光和e光的传播方向的确定

本文研究单色自然光入射到单轴晶体后产生双折射现象，所得的o光和e光在晶体内的传播方向和振动面，可利用晶体中波面的特点和惠更斯作图法来确定，使读者对这一问题有更进一步的认识和理解。     

三元组合双折射滤光片优化设计

介绍一种利用单轴晶体的双折射效应及偏光干涉原理设计的三元组合的石英晶体双折射滤光片．给出了双折射滤光片的滤光原理,并分析它的参数特性．通过实验给出了三元组合双折射滤光片的透射曲线,其透射光谱带宽较窄,次峰被抑制在10％以下．用在脉冲激光器中时,具有450nm宽调谐范围．在设计时采用了法布里玻罗来压窄线宽,达到5nm以下．     

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．     

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.     

双折射光子晶体光纤横截面上偏振态的不一致性

利用全矢量特征方程得到光子晶体光纤中的模式特征后,忽略光纤损耗、三阶以上的色散和非线性,研究了高斯脉冲在椭圆孔光子晶体光纤中传输时的矢量演化特性,得到光纤中任意时刻的横向电场分布及两个偏振分量之间的相位关系.在双折射光子晶体光纤同一横截面上,不同位置的两个偏振态分量之间相位差不同,因而总电场的偏振态不一致,光电场和固有双折射引起的偏振态之间的相位差都关于光纤中心对称.     

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。     

单轴晶体内非常光线与入射光线在法线同侧的条件

本文利用惠更斯原理和单轴晶体内的波面图 ,导出了单轴晶体界面上折射非常光和入射光在法线同侧的条件 ,用曲线表示出折射非常光和入射光在法线同侧时光轴取向与入射角之间的关系。求出了方解石晶体中e光和入射光在法线同侧时的最大入射角为 9.9°。     

应用惠更斯作图法计算双折射晶体的折射率

本文应用惠更斯原理采用作图法计算出单轴晶体双折射现象中非常光波沿着各个方向的折射率,为用该方法定量解决问题提出一个新思路。     

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．     

折射介质为单轴晶体的全反射分析

根据电磁场边值关系和晶体光学基本方程给出光在单轴晶体和各向同性介质分界面上的光波解,在全反射条件下,对晶体中折射波矢的传播方向,能流特性及折射率变化这些不同于各向同性介质全反射的物性做了较详细的分析。     

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 .     

单轴晶体上光的反（透）射系数及偏振方位的普遍研究

本文就任意方向的光线入射到任意取向的单轴晶体上的情况,求得了与晶体中O光、e光对应的入射分量、反射分量的偏振方位和反射系数、透射系数的普遍计算公式,并结合计算示例对反射光为线偏振光的条件等有关问题作了讨论。     

具有复介电常量对称结构一维三元光子晶体透射谱的研究

利用传输矩阵法理论,研究含复介电常量对称结构一维三元光子晶体的光传输特性。结果表明：当各层介质的介电常量均为实数时,在较宽的禁带范围内出现一条透射率为100%的透射峰;当介质介电常量含正虚部时,禁带中的透射峰出现透射衰减现象,若含有负虚部时,透射峰则出现透射增益现象;随着复介电正虚部的增大,透射峰出现单调衰减,而随着复介电负虚部绝对值的增大,透射增益达到一极大值,随后减小;在不同介质层引入复介电常量引起透射峰的透射率衰减或增益强度不同。这些特性对设计光放大器、衰减器等新型光学器件有一定的参考价值。     

基于双折射基片的微纳光纤起偏器研究

给出了一种以双折射晶体为衬底,实现高消光比的微纳光纤起偏器的方法.利用双折射晶体为衬底,研究了在不同折射率和半径的微纳光纤中传播的光波的偏振特性.当采取的微纳光纤的折射率在双折射晶体的寻常光折射率和非寻常光主折射率之间,且光纤和晶体光轴夹角足够大时,可以实现在微纳光纤中起偏.改变微纳光纤半径以及光纤和双折射晶体光轴之间的夹角可以对消光比进行调控,半径越小,消光比越大;角度越大,消光比越大.对于半径为2.1μm微纳光纤,最大的消光比为22.74dB.     

晶体转动时光的折反系数及其偏振

首先给出了单轴晶体中ｏ光、ｅ光对应的入射分量、反射分量的偏振方位和折反系数的普遍公式，然后由方解石的具体计算数值作出曲线图，使得折反系数和偏振情况随晶体转动时的变化清晰可见，最后给出反射光为线偏振光的条件：当光轴不垂直于反射表面时，Ｂｒｅｗｓｔｅｒ方位有四个；当光轴垂直于反射表面时有无穷多个.     

深亚波长二维光栅研究的新方法——等效介质层法

采用耦合波理论对结构尺寸远小于波长的二维亚波长周期光栅进行讨论。结果表明,这种二维亚波长周期光栅可等效为一介质层,这种介质层具有双折射晶体的性质,文中给出了相应的等效折射率。     

洛匈(Rochon)棱镜透光率的研究

利用一套较为简便的公式确定了各向异性的单轴晶体———方解石内非常光(e光)的传播方向,接着应用各向异性单轴晶体和各向同性介质间的“菲涅耳公式”计算了晶体光学中具有代表性的偏振棱镜———洛匈棱镜的光强透射率。这为各种偏振棱镜的设计、应用和检验提供了理论基础.