聚焦光在单轴晶体中的感应磁化

运用矢量衍射理论,分析了高度聚焦的圆偏振激光脉冲在具有逆法拉第效应的单轴晶体中产生的感应磁化分布.详细研究了界面位置不同对磁化分布的影响,比较了小双折射效应的单轴晶体中的磁化分布与均匀介质中的磁化分布.计算结果发现:随着界面向透镜移动,磁化强度的最大值和磁化斑的最小值位置沿着光轴方向移动.在单轴晶体中的磁化强度大于在均匀介质中的磁化强度.但是,在单轴晶体中的磁化斑的大小比在均匀介质中的小.描述单轴晶体各向异性的光磁常量与各向同性的光磁常量的比值愈大,磁化强度愈大,磁化斑愈小.     

对称平面单轴晶体金属波导的模式场(1)

由于平面各向异性介质金属波导的重要应用,本文讨论了光在对称平面单轴晶体金属波导(波导层是单轴晶体,两个波导界面均为金属)内的传输特性.对于晶体光轴位于波导界面法方向与传输方向构成的平面内的特殊波导结构,利用麦克斯韦方程组并结合单轴晶体的性质,精确解出了波导模式场.结果表明:1)此种特殊结构波导内存在横电波(TE)和横磁波(TM);2)TM波的坡印廷矢量与波矢方向不在一条直线上;3)波导层为负单轴晶体时波导主模是TE波主模,而波导层为正单轴晶体时波导主模是TM波主模.     

金属包层对称平面单轴晶体波导的模式场(Ⅱ)

对于晶体光轴平行于波导界面的结构,讨论了光在金属包层对称平面单轴晶体波导(波导层是单轴晶体,两个波导界面均为金属)内的传输特性.解析地得到了这种结构下波导模式场的精确解.模式场的性质因单轴晶体的性质不同而异.对于正单轴晶体,波导的主模是横电波,任何频率的光波均可激励该模式;当频率满足一定条件时,波导内传输单模,否则,将激励起高阶模式.高阶模既非TE波,也非TM波,而是两者耦合而成的混合模.对于负单轴晶体,波导的主模是一种混合模,该模式同样可被任何频率的光波所激励;当频率满足一定条件时,波导内传输单模,否则 关键词： 平面金属波导 单轴晶体 模式场 混合模     

平面偏振光的布儒斯特入射

菲涅耳公式给出了两种透明介质界面处,平行入射面的光矢量(P矢量)和垂直入射面的光矢量(S矢量),在分界面上的振动状态[1].     

光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性

根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变|发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变|发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化.     

光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性

根据单轴晶体的双折射和双反射性质,通过数值计算研究了光轴在入射面内并与晶体界面成任意角时光波p分量在单轴晶体表面反射和折射的相位特性.结果表明,光轴取向对相位变化有较大影响,光从光疏各向同性介质射入单轴晶体时,光轴方向改变反射光p分量的相位突变点,但对折射光p分量相位无影响.光从光密各向同性介质射入单轴晶体未发生全反射时,光轴方向同时影响p分量反射光和折射光的相位突变;发生全反射后,光轴方向影响反射光p分量的相位变化曲线.从单轴晶体出射到光疏各向同性介质未发生全反射时,光轴方向改变反射光p分量的相位跃变规律,折射光p分量在光轴方向和晶面成小角度时在布儒斯特角附近发生相位突变;发生全反射后,反射光p分量的相位变化曲线随光轴方向的改变发生较大变化.     

光在双轴晶体中的传播

单轴晶体中光的传播情况已为人们所熟知.它的物理图象简单清晰,也便于定量计算.双轴晶体中光的传播要复杂得多,且不便于定量计算.本文的分析表明,单色平面波在双轴晶体中传播时,相应的两光振动是处在这样两个平面内,即由波法线分别和两个晶体光轴所成平面的两个平分平面内.与单轴晶体相类似,我们定义这两个平分平面为两光的主平面,相应的两光线也分别处在这两个主平面内,其方向与波法线方向之间有明确的关系.在晶体界面上的双折射中,两光波法线都满足折射定律,两光线方向也可随之确定. 一、一般描述 若单色平面波在晶体中的波法线为S,两个…     

光轴在入射面内的负单轴晶体e光全反射角公式

利用惠更斯作图法推导了光轴在入射面内的负单轴晶体e光全反射角公式i=arcsin1n(n2o-n2e)cos2α n2e,并运用该公式设计和改进格兰-汤姆孙偏振棱镜.研究表明,当光轴垂直于分界面且θ=26°时,所设计的改进型格兰-汤姆孙偏振棱镜用料最省.     

光学材料 光学晶体、液晶

O713 2005064433 单轴晶体中的负折射现象研究=Investigation of negative refraction in a uniaxial crystal[刊,中]/罗海陆(华南师范 大学传输光学实验室．广东,广州(510631))．胡巍…∥光 学学报．-2005,25(9),-1249-1253 分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射 的最佳条件。计算发现,通过调节光轴角和各向异性参量     

光在光轴取向任意条件下的晶体表面透射率

为了分析一束光在晶体表面的能量损失以及两束折射光的能量比,给出了一种求解反射率和透射率的方法。讨论了光从各向同性介质入射到单轴晶体表面时的折射和反射,注意到了e光线与e光波方向的不同,e光折射率与e光波法线折射率的不同,得出了在界面处应该满足的边界方程。在晶体光轴取向任意的条件下,给出了表明各光束间能量关系的折射率和反射率的理论表达式,为晶体器件特性的研究提供了有力的理论工具。数值模拟表明:得到的结果满足能量守恒;反射到各向同性介质中的光的电场(或磁场)与原入射光的电场(或磁场)不再平行;光轴的取向和入射角的大小对折射的o光、e光的能量比有很大的影响。     

基于GPRS和ZigBee的节能型LED路灯智能控制系统

针对现有城市路灯控制系统路灯使用寿命短、无法远程操控、不能自动识别故障路灯的问题,提出一种基于GPRS网络技术和ZigBee无线通信技术的节能型LED路灯智能控制系统,使用ZigBee无线网络与LED路灯控制终端通信,并通过GPRS通讯模块接入GPRS网络与远程控制中心相连,实现远程控制LED路灯,此外,通过LED路灯控制终端实时采集路灯电压和电流,实现LED路灯的远程监控。具体阐述了GPRS通讯模块、ZigBee无线网络模块、LED控制终端的硬件设计方案,软件设计流程,系统通信协议和远程控制实现方法。测试结果证明此系统数据传输可靠、响应及时、成本低、易于实现LED路灯的远程控制和远程监控,具有较大的实用性和推广价值。     

Control of vehicular traffic through a sequence of traffic lights positioned with disordered interval

We study the dynamical behavior of vehicular traffic through a sequence of traffic lights which are positioned with inhomogeneous interval on a roadway and turn on and off periodically with the synchronized strategy. The dynamics of vehicular traffic controlled by traffic lights is described in terms of the stochastic nonlinear map. When the interval between traffic lights fluctuates highly, vehicles cannot move together with the same tour time. While vehicles can move together with the other at less inhomogeneous interval between traffic lights for specific values of cycle time. If heterogeneity of traffic-light's interval is higher, it becomes more difficult to control vehicles moving together. The phase diagram (region map) is presented for controlling the vehicular traffic.     

Fluctuation and transition of vehicular traffic through a sequence of traffic lights

We study the dynamical behavior of N vehicles with no passing, but are moving through a sequence of traffic lights on a single-lane highway, where the traffic lights turn on and off periodically with the synchronized strategy. The dynamical model of N vehicles controlled by traffic lights is described in terms of coupled maps with three parameters. The motions of vehicles display a complex behavior, interacting with other vehicles through the sequence of traffic lights. Fluctuation of the leading vehicle is amplified to the following vehicles. The amplification of fluctuation changes with cycle time. The dynamical behavior of vehicles depends highly on their position of grouping vehicles. Signal traffic at a low density changes at specific values of cycle time. The complex dynamical transitions occur by varying three parameters.     

光子晶体光纤中多泵浦四波混频光谱增益特性研究

研究了信号与泵浦光同向传输,在色散平坦高非线性光子晶体光纤中的多泵浦四波混频光谱增益特性,从光谱学的角度分析了泵浦光波长漂移,泵浦光偏振方向平行与正交,信号光相对于泵浦光偏振态失配,二者总功率对多泵浦四波混频光谱增益特性的影响,探讨了泵浦光数目对多泵浦四波混频光谱增益特性的冲击。研究发现在36.4 nm波长范围,二者偏振态匹配时多泵浦四波混频效果最好,同时,多泵浦四波混频效应对偏振极为敏感,若两束泵浦光偏振态垂直,则它们分别与信号光发生四波混频,反之,则两束泵浦光之间亦会发生四波混频作用,且在正交泵浦的前提下,信号光偏振方向变化会直接导致各闲频光增益大小发生变化;进一步指出当采用三束连续泵浦光时,同样可以在一定波长范围内实现多泵浦四波混频效应。这些研究对于开发基于光子晶体光纤中多泵浦四波混频效应工作的超快光子器件具有一定的指导意义。     

Method for determining the two-beam coupling gain coefficients of photorefractive crystals

A new method is proposed for determining the two-beam coupling gain coefficients of photorefractive crystals with both o- and e-polarized lights. This method enables one to determine simultaneously and precisely the gain coefficients of a crystal for o- and e-polarized lights while the fanning effect is diminished. Experimental demonstrations are presented.     

Two-step photoionization of cold atoms by two-color evanescent-light waves and application to atom detection with high spatial resolution

We consider a new scheme of optically ionizing atoms with 10-nm-order spatial resolution. In this method, two-color near-field lights are generated on a narrow slit illuminated by two-color evanescent lights via total-internal reflection of two-wavelength light beams. In order to illustrate the feasibility, we first obtain the ionization cross section from two-step photionization of cold Rb atoms by two-color evanescent lights on a plane surface of a prism. Then, we numerically estimate the ionization efficiency as a function of the slit width using Bethe formula. The scheme is useful for detecting ground-state atoms under less perturbation by scattered light.     

基于相关分析的LED路灯光强分布测试步距角优化研究

优化LED路灯光强分布测试系统的测试步距角可以较大程度地提高LED路灯测试的效率。选择不同的测试步距角对LED路灯的光强分布进行测试,将1°测试步距角所测得的路灯光强分布视为真值,采用相关分析的方法研究在较大步距角下所测得的路灯光强分布与真值之间的近似程度。研究结果显示,当相关系数要求在98%左右时,可以选择15°测试步距角对LED路灯的光强分布进行测试,相对于真值测试,在此步距下LED路灯的测试时间减少了98%以上,极大地提高了测试效率。     

基于MATLAB软件对不同偏振光在不同介质中的传播过程的动态模拟

利用MATLAB软件对不同偏振光在真空、各向同性介质、线型各向异性介质以及圆型各向异性介质中的传播过程进行了三维动态模拟,能够加深学生对光的偏振概念以及各种偏振光与不同介质之间相互作用原理的理解。     

雾灯穿透能力最佳波长的实验确定

黄光用作雾灯是由于相对其他色光灯其穿透能力较强的缘故,但黄光的波长范围约有15nm。介绍了人工造雾方法,说明了干冰不适合于人工造雾的理由。讨论了实验中光波长范围的一些选择因素,详细介绍了实验装置,特别强调了实验装置中的6个要点：即光源的辐射功率要大;单色仪的出入射狭缝要合理且两者宽度应调成一致;会聚透镜的焦距要大;加湿器最后出口的孔必须是方的;真空泵和雾气收集罩的作用;微机控制单色仪波长鼓及测量信号的自动记录。得出LED在用作雾灯时的最佳波长为578nm。     

The coupling and superposition behavior of higher-order diffraction image based on photorefractive nematic liquid crystal materials

We report some photorefractive higher-order diffraction phenomena of two kinds of photorefractive nematic liquid crystal materials. In the experiment, we observed the superposition of higher-order diffraction images, the coupling of higher-order diffraction lights, and the coupling between higher-order diffraction lights and incident beams. The observed behavior suggests the complexity of the coupling process. The properties of higher-order diffraction images are discussed theoretically, which are in good agreement with experimental results.