利用特例证明Goos-Hnchen位移

当发生全内反射时,入射到光疏媒质的能量全部被反射出去。但在计算透射波平均能流时,发现其沿界面的分量并不为0,这部分能量是从哪里来的?本文利用Goos-Hanchen效应给予了证明。     

古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移的研究

该文解释了由古斯-汉欣位移引出的违反相对论的因果律佯谬问题;导出了共振激发下古斯-汉欣位移增强必须满足的条件;在此基础上,用波长为860 nm的半导体激光在实验上获得了迄今为止最大的0.9 mm的正向位移和0.2 mm的负向位移;同时,利用双面金属包覆波导中超高阶导模的特殊性质和增强的古斯-汉欣位移实现了高灵敏的位移和溶液浓度的传感以及观察空间色散的超棱镜效应.     

光在不同界面反射时的Goos-Hnchen位移

分别计算了光由正折射率材料入射到负折射率材料,由负折射率材料入射到正折射率材料,由一种负折射率材料入射到另一种负折射率材料时,反射光束所产生的Goos-Hnchen位移.材料的吸收作用以及TE和TM极化对Goos-Hnchen位移的影响被分析.     

在负折射率材料中的Goos-hnchen位移

左手介质具有不同的电磁特性,光入射到RHM-LHM界面上发生全反射时,将会发生一些违反“常规”的现象.本文计算了Goos-hnchen位移,并证明了在RHM-LHM界面,Goos-hnchen移位总是负的,与能流的方向一致.     

单负介质表面的Goos-Hnchen效应

从电磁场基本方程出发推导得到单负介质表面的Goos-Hnchen位移和相移的计算公式,发现:电磁波以任意入射角投射到单负介质表面时只能发生全反射,不存在临界角。对它们进行的数值计算中得出,单负介质表面的Goos-Hnchen位移、相移的符号和大小随入射角大小以及单负介质的介电常数或磁导率的正负的改变而做周期性变化。     

有限微波波束在对称双三棱镜结构中的Goos-Hnchen与Imbert-Fedorov位移研究

通过实验测量确立了对称双三棱镜结构内受阻全反射的能流模型,并且发现增大或减小两块棱镜的间距d,棱镜空气分界面上反射波束发生的Goos-Hnchen(GH)位移和Imbert-Fedorov(IF)位移也随之增大或减小。为了理论定量研究GH位移和IF位移,从经典电磁理论出发分析了有限Gauss平面波束通过对称双三棱镜后各分界面反射和透射场分布,从而基于能流模型计算出消失态Poynting矢量流中与位移有关的那部分能流。然后借助Renard能流法推出了新的GH位移和IF位移表达式。最后通过数值仿真得出位移随空气隙间距d的变化曲线,并将其与实验结论对比,结果表明所得的理论估算式是有效的。     

Goos-Hnchen效应在被动调Q激光器中的应用

本文扼要地描述了Goos—H(?)nchen效应,给出了入射光进入第二介质在入射面内沿界面方向的位移D的表示式以及位移D随入射角度变化的理论曲线。首次提出了Goos—H(?)nchen效应在被动调Q激光器中的应用,设计了Goos—H(?)nchen效应用作激光器被动调Q的器件。实验结果表明,Goos—H(?)nchen效应调Q器件有利于获得稳定的、高功率的激光脉冲。     

电磁波在双轴各向异性左手介质表面的Goos-H?nchen位移

首先详细地推导了在常规介质和双轴各向异性左手介质界面发生的Goos-H?nchen位移表达式,并对此进行了讨论,结果发现负Goos-H?nchen位移的发生并不要求介电常数张量和磁导率张量的所有元素都为负.其次,简要讨论了波通过双轴各向异性左手介质传播时透射波的后向位移.     

负Goos-Hnchen位移的理论与实验研究

1947年Goos和Hnchen发现,当电磁波束在玻璃/空气界面全反射时,在返回玻璃内部时有一项发生在入射面内的纵向位移;我们称之为正位移。实际上,稳态相位法的计算表明,位移可以为正、为零,甚至为负。由于界面上的表面波可以是前向型的和后向型的,携带的功率向着不同方向;故当激发起后向型表面波时就可获得入射波束的负位移。在多层结构中,当入射波束波矢的切向分量与表面波传播常数一致时,会发生类谐振现象并导致位移增大。在一般情况下,当光束入射到金属表面,TM极化时GHS为负,并且绝对值比TE极化时大得多。但我们在微波的实验研究表明,在使用金属时可以在TE极化时发生负位移。实验时在全反射界面处为纳米级金属膜,是厚度30nm和60nm的铝膜,它蒸镀在厚18μm聚乙烯膜上。实验还发现,当改变入射角θ1并使之达到约qθ1c(θ1c为全反射临界角,q1)出现类谐振现象,GHS的绝对值可达(5~7)cm。目前尚缺少对这些结果的理论解释。     

负Goos-H？nchen位移的理论与实验研究

1947年Goos和H？nchen发现,当电磁波束在玻璃/空气界面全反射时,在返回玻璃内部时有一项发生在入射面内的纵向位移;我们称之为正位移。实际上,稳态相位法的计算表明,位移可以为正、为零,甚至为负。由于界面上的表面波可以是前向型的和后向型的,携带的功率向着不同方向;故当激发起后向型表面波时就可获得入射波束的负位移。在多层结构中,当入射波束波矢的切向分量与表面波传播常数一致时,会发生类谐振现象并导致位移增大。〈br〉 在一般情况下,当光束入射到金属表面,TM极化时GHS为负,并且绝对值比TE极化时大得多。但我们在微波的实验研究表明,在使用金属时可以在TE极化时发生负位移。实验时在全反射界面处为纳米级金属膜,是厚度30nm和60nm的铝膜,它蒸镀在厚18μm聚乙烯膜上。实验还发现,当改变入射角θ1并使之达到约qθ1c（θ1c为全反射临界角,q＆gt;1）出现类谐振现象,GHS的绝对值可达（5~7）cm。目前尚缺少对这些结果的理论解释。     

关于Goos——Hnchen位移的探讨

本文介绍了Gooe——Hnchen位移的由来,并对其作了简化推导,指出通过该位移的测定,可以得到媒质(?)射率;该原理可作为设计一类偏光器件的物理基础。     

古斯-汉欣(Goos-H(a)nchen)位移的研究

该文解释了由古斯-汉欣位移引出的违反相对论的因果律佯谬问题;导出了共振激发下古斯-汉欣位移增强必须满足的条件;在此基础上,用波长为860mm的半导体激光在实验上获得了迄今为止最大的0.9mm的正向位移和0.2哪的负向位移;同时,利用双面金属包覆波导中超高阶导模的特殊性质和增强的古斯-汉欣位移实现了高灵敏的位移和溶液浓度的传感以及观察空间色散的超棱镜效应.     

近零折射率区超导/介质双层结构的Goos-H?nchen位移

含超导材料的分层纳米结构在诸多领域中有着重要应用。在近零折射率区,理论研究了由超导材料和电介质材料构成的双层结构的Goos-H?nchen(GH)位移。研究表明,超导材料和电介质材料的相对位置对GH位移有很大影响。当入射光掠入射时,GH位移随着入射角的增大而急剧增大。当S波入射时,GH位移随入射角变化的规律较为简单;当P波入射时,GH位移和阈值波长有关。阈值波长定义为超导材料折射率的实部和虚部均为零时的波长,以阈值波长作为分界波长时,GH位移表现出不同的变化规律。研究结果可为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供参考。     

在负折射率材料中的Goos-h(a)nchen位移

左手介质具有不同的电磁特性,光入射到RHM-LHM界面上发生全反射时,将会发生一些违反"常规"的现象.本文计算了Goos-h(a)nchen位移,并证明了在RHM-LHM界面,Goos-h(a)nchen移位总是负的,与能流的方向一致.     

浸没环境对自负折射率薄膜表面反射光的Goos-H(a)nchen位移的影响

计算了光从真空-负折射率薄膜-真空,真空-负折射率薄膜-金属, 正折射率介质-负折射率薄膜-真空以及真空-负折射率薄膜-正折射率介质四种复合结构中的负折射率薄膜表面反射的等效反射系数和GH位移.着重比较分析了在正折射率介质-负折射率薄膜-真空,真空-负折射率薄膜-正折射率介质两种结构中正折射率材料的吸收效应对不同入射极化波的GH位移的影响.     

单负介质表面的Goos-H(a)nchen效应

从电磁场基本方程出发推导得到单负介质表面的Goos-H(a)nchen位移和相移的计算公式,发现:电磁波以任意入射角投射到单负介质表面时只能发生全反射,不存在临界角.对它们进行的数值计算中得出,单负介质表面的Goos-H(a)nchen位移、相移的符号和大小随入射角大小以及单负介质的介电常数或磁导率的正负的改变而做周期性变化.     

消失态与Goos-H(a)inchen位移研究

假定媒质1中有一个光束以入射角0.向两媒质组成的界面入射,而界面两侧的媒质折射率为,n1、n2(n1>n2),入射角大于临界角即θ1>θ2 ;那么几何光学预期将发生全反射.但在实际上,光束进入了媒质2并在与界面平行方向前行一段距离,然后才返回媒质1.反射光束的令人惊奇的平移于1947年由Coos和H(a)nchen测出.在媒质2中,波由两个渡数所描述--与界面平行方向k11=kon1sinθ1,与界面垂直方向的虚波数k⊥=jko√n21sin2θ1-n22;而在垂直方向波呈指数式下降,即消失态.本文对消失态与GH位移作原理性研究,特别关注双界面问题.正如人们后来所知,部分反射时在入射波束与反射波束之间也有位移.然而,关于GH位移的精确理论至今尚不存在,实验研究变得重要了.例如,关于GHS谐振.关于反向GH位移,关于负群延时等等,均有待作进一步研究.     

各向异性材料流动应力模型研究

根据塑性应变的等效原理,基于Hill48屈服准则,建立各向异性材料等效塑性应变表达式,并应用于各向异性材料流动应力的建模.将Swift模型、Voce模型及Swift-Voce模型等流动应力模型应用于各向异性材料应变强化行为预测.结果表明:在材料均匀变形的小应变范围内,三种模型的决定系数高于0.998,均方根优于2.523,具有很高的拟合精度;在材料的大应变范围内,Swift-Voce模型的决定系数为0.967,均方根为11.973,预测效果最佳,能较好地预测各向异性材料大应变范围的流动应力.研究结果可为材料的数值模拟提供更准确的流动应力模型,提高计算精度.