高斯光束在孿晶界面上的反射與折射.pdf

1、近幾年來，有關(guān)負(fù)折射現(xiàn)象和負(fù)折射異常材料的研究成為國際電磁學(xué)界一個引人注目的前沿領(lǐng)域，引發(fā)了許多人的熱情參與。人們一方面對負(fù)折射現(xiàn)象的理論和可能的應(yīng)用進行了研究，另一方面則是尋找具有負(fù)折射率的人工電磁材料或具有負(fù)折射效應(yīng)的材料，如：金屬線和開口環(huán)諧振器負(fù)折射率材料、傳輸線網(wǎng)絡(luò)、光子晶體、聲子晶體、半導(dǎo)體等。對于以上的材料，已在微波、紅外波段和光波的某一頻段實現(xiàn)了對電磁波的負(fù)折射現(xiàn)象。但在整個可見光以及紫外波段實現(xiàn)負(fù)折射，晶體具有潛在的優(yōu)

2、勢和相應(yīng)的應(yīng)用前景。 我們根據(jù)已有的實驗結(jié)果和自己的初步研究結(jié)果，選擇樣品制備相對較為簡單，研究又比較透徹的單晶來構(gòu)成孿晶結(jié)構(gòu)作為研究對象，主要圍繞光束在孿晶界面上的反射與折射性質(zhì)開展研究。我們分別利用波矢圖法和能流法研究了高斯光束在有任意光軸的孿晶界面上的奇特的反射、透射性質(zhì)。首先使用直觀的波矢圖分析光束在界面處的負(fù)折射、負(fù)反射現(xiàn)象，分析當(dāng)出現(xiàn)負(fù)折射和負(fù)反射現(xiàn)象時對入射波矢的要求，然后詳細(xì)的推導(dǎo)出光束在孿晶中的電磁場分布，然后

3、根據(jù)邊界條件解出光束在界面處的反射系數(shù)和透射系數(shù)，再根據(jù)反射系數(shù)和透射系數(shù)以及色散關(guān)系討論光束出現(xiàn)負(fù)折射、全透射和全反射時對入射角的要求，最后給出具體的參數(shù)，使用能流法進行數(shù)值模擬驗證上面的結(jié)論。 高斯光束入射到孿晶界面發(fā)生全反射時會產(chǎn)生一個古斯一漢欣移動(G-H移動)。使用能流法，通過測量反射光束的能流密度的最大值在界面x軸上的位置，可以很方便的測量任何光束以任意角度發(fā)生全反射時的G-H移動。我們的研究結(jié)果為孿晶光學(xué)器件的研制