鐵磁流體中磁控Goos-H_nchen位移研究.pdf

1、Goos-H(a)nchen(GH)位移是一種典型的光學(xué)現(xiàn)象，在光電子器件方面有重要應(yīng)用，一直是光子學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。GH位移大多情況下是不可調(diào)的，而它的可調(diào)性在光學(xué)器件的應(yīng)用中卻相當(dāng)重要。鐵磁流體是一種特殊的新型功能材料，既具有磁性又具有流動(dòng)性，該物質(zhì)中的納米懸浮顆粒很容易受到外加磁場(chǎng)的控制，從而在很大程度上改變了材料的粘稠度和結(jié)構(gòu)特性，所以可以通過調(diào)節(jié)鐵磁流體材料的環(huán)境狀態(tài)以及自身參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制GH位移的目的。另一方面，隨著負(fù)折射

2、率介質(zhì)的出現(xiàn)和快速的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在正、負(fù)折射率介質(zhì)的交界面上產(chǎn)生的GH位移可以是負(fù)值。利用負(fù)折射介質(zhì)的基本理論以及鐵磁流體獨(dú)特的新穎功能，通過控制外加磁場(chǎng)強(qiáng)度、改變介質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)GH位移的峰值大小、峰位置、帶寬大小等的調(diào)控。特別是，為獲取所需的巨負(fù)GH位移提供了一種簡(jiǎn)易便行的方法。主要研究工作總結(jié)如下:
　　 首先，探究GH位移的增強(qiáng)效應(yīng)，闡明了獲得巨GH位移的途徑以及介質(zhì)損耗對(duì)GH位移的影響，通過對(duì)GH位移特性

3、的分析，揭示了介質(zhì)分別表現(xiàn)出電介質(zhì)特性和金屬特性的條件。
　　 其次，利用穩(wěn)態(tài)相位分析法和能流分析法，結(jié)合幾何光學(xué)基本定理，從平面波疊加原理出發(fā)推導(dǎo)出GH位移的理論計(jì)算;分析得到了影響GH位移的各參數(shù)之間的關(guān)系，明確了各種因素對(duì)反射系數(shù)、折射系數(shù)以及GH位移的貢獻(xiàn)。
　　 最后，導(dǎo)出了入射光束或者探測(cè)波入射到鐵磁流體界面和由鐵磁流體構(gòu)成的腔型材料界面上時(shí)，反射系數(shù)、折射系數(shù)以及GH位移間的影響關(guān)系。通過模擬鐵磁流體在外磁