非常偏振光在单轴晶体表面的全反射分析

利用透射波函数和由菲涅尔公式求解反射相位差并对其求导的方法,分析了非常偏振光在单轴晶体表面发生的全反射现象,求解出晶体光轴在入射面内时,非常偏振光从各向同性介质入射到晶体和从晶体出射到各向同性介质两种情况的隐失波穿透深度和Goos-Hnchen位移的一般表达式。通过计算机模拟给出了单轴晶体为方解石和水晶情况时的穿透深度和Goos-Hnchen位移图像。结果表明,对于不同的晶体,光轴的取向对穿透深度和Goos-Hnchen位移的影响是明显不同的,若选取合适的晶体、光轴取向和入射角,可以得到较大的隐失波穿透深度和Goos-Hnchen位移。     

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。     

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.     

基于线偏振光反射率测量介质折射率的研究

研究线偏振光的振幅反射率与介质折射率的关系,提出一种测量介质材料折射率的方法。文中从菲涅耳公式出发,推导出各向同性介质的线偏振光反射率与折射率的关系式,给出基于线偏振光反射率测定介质折射率的原理。设计实验方案,在不同入射角情况,定出线偏振光p方向和s方向两种线偏振光在玻璃表面的反射率,得到线偏振光振幅反射率随入射角变化的实验曲线。依此实验数据得出材料的折射率。结果表明,测出的介质材料的折射率与理论值相符,所采取的测定方案可行。     

物理光学 光的偏振与色散

O436.3 2005020902 非常偏振光在单轴晶体表面的反射-透射研究=Reflection and transmission of extraordinary beam at uniaxial crystal surfaces[刊,中]／宋哲(中科院上海光机所．上海 (201800)),刘立人…//光学学报.-2004,21(4).-1701- 1704 为分析非常偏振光在晶体表面的能量损耗,给出一种 求解反射率和透射率的方法,即根据电磁场的边值关系以     

论各向异性单轴晶体的布儒斯特角

研究了当光从各向同性介质射向各向异性的单轴晶体界面上时 ,其反射光成为垂直于入射面的线偏光时所对应的入射角 ,即布儒斯特角是否存在和取值的个数问题。并以较简便的方法计算了当晶体光轴位于入射面内这种最常用的情况下布儒斯特方位的角值 ,得到了和某些文献不一致的结论 ,这表明该问题是值得讨论的。     

单轴晶体的光程差和Lyot型滤光器的视场

 建立了以光线入射方向和晶体光轴方向为基准的入射坐标系，利用波法线反曲面方程和电磁场在晶体折射界面处切向分量连续性的边界条件，得到了晶体中波法线方向、射线方向、波法线折射率和射线折射率的表达式。从非常光的射线方向和射线折射率出发，得到了在任意的晶体光轴方向和入射角条件下，光通过单轴晶体后寻常光、非常光的光程差表达式。对Lyot型滤光单元的透射率和视场进行了计算分析后发现，滤光单元的透射率随光线入射角的变化呈现一定的周期性，视场随光轴倾角的增大而减小。得出了透射率和视场随光轴倾角(光轴与晶体表面的夹角)和光线入射角(光线在晶体表面的入射角)的变化规律。讨论了通过改变晶体倾角实现滤光器调谐和补偿晶体厚度加工误差等技术问题。     

论尼科耳棱镜的光强透射率、反射率--兼评《Malus定律表述的研究》一文之不足

利用各向异性单轴晶体光轴位于入射面内的“菲涅耳公式”计算了光通过尼科耳棱镜各界面时光强的透射率、反射率,并指出了某文献在这方面的失误．     

旋转入射面法的进一步研究与推广

光学薄膜的反射率和透射率是其主要光学特性。透射率易于测量且精度较高,常用于光学薄膜光学常数和膜厚的拟合。许多光学薄膜工作在倾斜入射条件下,常需要测量其倾斜入射透射率(Ts和Tp)。在测量过程中,需要使用起偏器产生高偏振度的线偏振光。对于小型分光光度计来说,为其提供一个满足要求的起偏器,无疑将增加相当的成本。为解决这一问题,对旋转入射面法进行了进一步的研究和推广。考虑到旋转入射面法可使用具有一定偏振度的部分偏振光进行倾斜入射透射率的测量,且分光光度计的输出光束通常为具有一定偏振度的部分偏振光,旋转入射面法在满足一定条件的前提下可以不使用起偏器测量光学薄膜的倾斜入射透射率。研究表明:当偏振因子绝对值大于0.167时,旋转起偏器可以精确测量光学薄膜的倾斜入射透射率,且偏振因子绝对值越大测量精度越高。该方法所测平均透射率在整个测量波段内都具有很高的精度;而Ts和Tp在透射率对入射角较不敏感或随波长变化较平坦的波段具有较高的测量精度。     

Time-dependent radiation transfer with Rayleigh scattering in finite slab media

The time-dependent radiation transfer equation in a finite plane geometry with Rayleigh scattering is studied. The traveling wave transformation is used to obtain the corresponding stationary-like equation. Pomraning-Eddington approximation is then used to find the solution. Numerical results for reflectivity at the left boundary and transmissivity from the right boundary are presented at different times. The medium is assumed to have specular-reflecting boundaries with angular-dependent externally incident flux. Two different weight functions are introduced to force the boundary conditions to fulfill.     

Two-dimensional isotropic scattering in a finite thick cylindrical medium exposed to a laser beam

Graphical and tabular results are presented for the back-scattered intensity from a finite two-dimensional cylindrical medium exposed to a Gaussian beam of radiation. Also, results for the source function and flux at the boundaries are presented. The influence of optical thickness and albedo are most pronounced at large optical radii. The semi-infinite results can be used to approximate the finite case for small optical radii. Ranges for single, double, and multiple scattering are discussed. For locations far from the incident beam, the results can be expressed in terms of universal functions independent of beam size. A method is presented for extending the isotropic results to the anisotropic case where the phase function is made up of a spike superimposed on an otherwise isotropic phase function.     

The coefficients of reflection and refraction on interface of the crystals in the Savart polariscope

According to the boundary conditions of the electromagnetic field, the coefficients of reflection and refraction on the interface of crystal in the Savart polariscope are obtained for ordinary ray (o-ray) and extraordinary ray (e-ray).The coefficients of reflection and refraction are different from an isotropic medium and have more complicated forms than isotropic medium.     

Broadband antireflection gratings fabricated upon silicon substrates

We fabricated a two-dimensional subwavelength structured (SWS) surface upon a crystal silicon substrate. The SWS surface was patterned by electron beam lithography and etched by an SF(6) fast atom beam. The SWS grating had a conical profile, the period was 150 nm, and the groove was approximately 350 nm deep. The reflectivity was examined at 2002500-nm wavelengths. At 400 nm the reflectivity decreased to 0.5% from the 54.7% of the silicon substrate. We also used HeNe laser light to examine the reflectivity as a function of the incident angle.     

Ce:KNSBN晶体光扇效应的入射光强度阈值特性研究

采用非同时读出条件下的两波耦合实验装置,以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体,系统研究了Ce:KNSBN晶体中光扇效应随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化情况.结果表明异常偏振光入射晶体时光扇效应明显,且存在明显的入射光强度阈值特性,入射光强度阈值为38.2 mW/cm2;相同光入射角下,稳态光扇强度随入射光强度的增强而明显变大;对应相同的入射光强度,稳态光扇强度随光入射角θ的增大而增大,当θ为15°时到达峰值,而后随θ的增大而逐渐减小.同时对光扇效应的入射光强度阈值特性以及稳态光扇强度随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化作出了相应的物理解释.     

Spectroscopic studies of optical materials in the far infrared: The case of crystal quartz

Spectroscopic studies using far infrared reflectivity and transmissivity measurements between 10 and 600 cm⁻¹, were performed on plane parallel quartz crystal plates, in the temperature range 10–300 K. The temperature dependence of the optical mode parameters is reporeted for both polarizations parallel and perpendicular to the c-axis. The extraordinary optical constants of quartz are determined at 10 and 300 K, from the A₂ transmissivity channeled spectrum, between 10 and 300 cm⁻¹.