再论各向异性单轴晶体的布儒斯特角

从各向同性介质和各向异性单轴晶体界面间的菲涅耳公式出发,进一步研究了当自然光从各向同性介质射向各向异性且光轴任意取向的单轴晶体界面上时,其反射光成为垂直入射面的线偏振光时所对应的入射角,即布儒斯特角是否存在的问题,并对该问题进行了较全面的论述,计算了相应条件下的布儒斯特角和有关参量的数值,得到了正确的结论,同时也指出了某些文献在论述该问题时的不妥之处.     

转换反射中光自旋霍尔效应的自旋堆积方向

从理论上和实验上研究了转换反射中光自旋霍尔效应的自旋堆积方向的方法,建立了描述光束在空气-棱镜界面反射的自旋堆积模型,揭示了横移与光束入射偏振角的定性关系。研究发现,当入射角小于布儒斯特角时,随着入射偏振角的逐渐增大,自旋堆积的方向发生反转。而当入射角大于布儒斯特角时,自旋堆积的方向不再随入射偏振角的变化而反转。结果表明,在光束入射角为确定值且小于布儒斯特角的情况下,可以通过调控光束的入射偏振角转换自旋堆积的方向。转换自旋堆积方向的研究为有效调控光自旋霍尔效应提供了新的途径。     

基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角计算(英文)

对基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角进行了数值计算.结果显示:当基底的消光系数小于0.01时,基底的赝布儒斯特角主要是由折射率决定;当基底的消光系数大于0.1时,基底的赝布儒斯特角不仅与折射率有关,而且还与消光系数有关,随着消光系数发生后周期性变化.研究表明:单层膜-基底系统的赝布儒斯特角主要由膜层的物理厚度、折射率、基底的光学常量所决定;在HfO2-硅和HfO2-融石英基底系统中,赝布儒斯特角随着入射光波长和膜层厚度的变化呈现准周期性规律变化,可能是由入射光在膜层的干涉效应引起的.     

布儒斯特角法测量金属薄膜折射率并解释不消光现象

根据布儒斯特角原理对磁控溅射的铜膜样品进行了折射率的测量,实验发现当p偏振光以布儒斯特角入射时,反射光并没有完全消光.从理论上、通过数值计算分别论证了金属薄膜折射率的虚部、薄膜界面多次反射等因素的影响,并与实验结果比对得到符合的结果.     

用布儒斯特角法同时测定单轴晶体的折射率和光轴方向

在理论上分析了光轴任意方向的单轴晶体的折射率．根据布儒斯特角原理,当线偏振光的电场矢量平行于入射面时,通过测出对样品三个表面的布儒斯特角,就能同时确定单轴晶体的折射率和光轴方向．并利用分光计,在光轴不确定的情况下,测定了方解石的两个主折射率和光轴方向．     

圆偏振光在手征负折射材料表面的反射和极化特性研究

从理论上分析了圆偏振光入射到手征负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化反射透射功率与入射角的关系曲线以及布儒斯特角与手征参数之间的关系曲线.当入射角大于两个本征波的临界角时,全内反射现象发生.由于手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,右旋或左旋圆偏振光入射时反射波的极化态有着与常规介质完全不同的特性,以布儒斯特角入射时反射光都为线偏振波但极化方向并不相同.     

光波在左手材料中的菲涅尔公式和布儒斯特定律

根据Maxwell的电磁场理论,推导出单色平面光波入射到介电常量和磁导率分别为ε1、μ1和ε2、μ2的两种介质时的菲涅耳公式和反射率及透射率的普适表达形式.对于ε2<0 和,μ2<0的左手材料,普适菲涅耳公式同样适用.研究了光从右手材料入射到左手材料时反射和折射的特性,给出了反射光为全偏光时布儒斯特角应满足的条件,此条件说明,在左手材料中布儒斯特角不但与折射率有关而且与磁导率有关.     

丛林地貌高功率微波传输散射特性

 采用时域有限差分方法仿真分析了高功率微波在丛林地貌传输的双站散射特性,得到了不同入射角度下的双站散射规律,对比分析了利用数值和解析两种方法得到的丛林散射系数与掠射角关系。理论分析和数值计算结果表明：散射系数曲线存在布儒斯特角,且地貌电参数越大,布儒斯特角越小;掠射角小于布儒斯特角时,散射系数随掠射角的增大而减小;掠射角大于布儒斯特角时,散射系数随掠射角的增大而增大。水平面情况下的不同丛林类型双站散射系数变化趋势一致;对于介电常数相对较大的丛林地貌类型,通过镜面反射方向时域有限差分方法得到的半功率波瓣宽度较宽;同一丛林地貌类型不同均方根高度条件下,均方根高度增大,相干分量变小,非相干分量变大;不同入射角、相同地貌和电参数情况下,散射系数的峰值向对应的镜面反射方向移动。     

偏振在多角度遥感中的太阳耀光消除的应用

在进行水色遥感时,水面的镜面反射产生的太阳耀光,影响水体信息的提取和利用。以前的研究表明,当入射角为水体的布儒斯特角时,偏振可以消除太阳耀光,但是这种方法条件过于苛刻,现实中很难实现。针对这种情况,推导了自然光入射到水面后其反射光的偏振状态以及光线入射角与水体偏振度的关系。理论上证明了以非布儒斯特角入射时偏振消除太阳耀光的可能性,计算了从各个角度入射到纯净水体表面太阳耀光剥离的程度,实验验证了结论。     

布儒斯特角附近的透射光栅传输特性

 减小光栅表面的反射率以得到更高的衍射效率是目前光栅设计与制造中需要解决的重要问题之一。提出利用偏振光沿布儒斯特角入射时具有的特性来实现降低光栅表面反射率的方案,介绍了这种方案的物理模型,并利用严格耦合波分析法进行了模拟计算。计算结果显示,对入射光为TM偏振,波长0.35 μm,当光栅周期较长为2.80 μm时,以布儒斯特角入射的光波,它的表面反射被大大抑制;当光栅周期较短为0.21 μm时也有类似的结论,并且透射光的一级衍射效率极大值出现在刻槽深度为3.50 μm处附近,衍射效率大于95%。     

关于自然光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振特性讨论

分析光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振性质,对于以布儒斯特角入射时折射光的偏振特性,一些文献中有不同的解释.本文从理论上详细分析了自然光在分界面上反射光和折射光的偏振特性,并进一步探讨了偏振度的变化规律及影响因素,对此问题做出了很好的解释.     

非布儒斯特角情况下四棱镜组二阶、三阶色散的解析表示

给出非布儒斯特角情况下四棱镜组二阶、三阶色散的解析表示,并给出改变入射角和入射波长以及棱镜顶角对二阶、三阶色散的影响. 关键词：     

布儒斯特角的测量方法

基于布儒斯特定律和马吕斯定律,利用偏振片的巧妙组合,实现了对介质布儒斯特角和折射率的精确测量.     

用于ICF的光栅特性

针对透射光栅的减反射技术、ICF系统使用的多用途光栅的性质以及部分相干光在光栅中传输的特性等方面进行了详细的分析和模拟计算，较为系统的研究了用于ICF的光栅特性。针对透射光栅的表面反射不利因素，将光栅的工作角度设置到布儒斯特角附近，利用光束成布儒斯特角入射具有的特殊性质可以达到减反射的目的。计算结果显示，对长周期的透射光栅，将其设置到布儒斯特角附近工作能降低光栅的反射率，特别是总反射率可以明显降低。ICF系统中的色分离光栅可以考虑试用这种方案减反射；对周期在波长附近的短周期光栅也能实现减反射，并能保证更高的一级衍射效率，但布儒斯特角的设置使得TM入射波的一级衍射效率的极值出现在光栅刻槽深度为102的地方，相对TE波，其深度周期被大大推迟，在实际应用中应综合考虑。     

全自动偏振光实验仪

设计了一种根据光强值大小来测定布儒斯特角和演示反射光偏振特性的全自动偏振光装置。通过对比不同入射角度的反射光光强得出反射介质的布儒斯特角;通过对比入射光与反射光的光强变化得出反射光是部分偏振光且是部分点偏振。结果表明,布儒斯特角的实验值与理论值的相对误差为1.44%;该装置能够直观演示反射光的偏振特性。     

数值模拟在布儒斯特定律教学中的应用

光的偏振是大学物理光学部分的重要内容,光的偏振特性被广泛应用于生物检测和传感等领域.以布儒斯特定律为例,展示了数值模拟在光的偏振部分教学中的应用.利用基于有限元分析法的Comsol软件,论文首先通过数值模拟清晰地呈现了自然光和线偏光以布儒斯特角入射时在两种不同介质表面的反射和折射特性;进而通过在棱镜表面镀高低折射率交替的多层介质膜的方式实现了偏振光分束.借助数值模拟,学生能更好地理解相关知识,同时还学会利用数值模拟拓展相关知识的应用.     

多角度偏振遥感中太阳耀光剥离的深入研究

太阳耀光一直是困扰水质遥感的突出问题。传统的利用光的偏振性剥离太阳耀光的方法只有当太阳光以水的布儒斯特角入射时才能实现,因此该方法在实际应用中受到了极大的限制。通过深入研究光产生偏振现象的物理机理,找到了在任意入射天顶角情况下通过偏振测量去除太阳耀光的方法,并得到了较为满意的实验验证,使得在向多角度偏振遥感中太阳耀斑剥离的实际应用又迈进了一步。     

光在双轴晶体表面的反射与折射

介绍了光在双轴晶体表面反射、折射问题的求解方法.用该方法可以方便精确地计算晶体任意取向下光从任意方向入射时折射光的折射率、偏振态、波矢方向、能流方向. 推导了反射光、折射光的振幅和能量的计算公式. 并以KTP晶体为例，给出了数值计算的结果. 关键词： 双轴晶体 双折射 菲涅耳公式 布儒斯特角     

纳米ZnO薄膜的反射及偏振特性研究

用电子束蒸发镀膜法制备了纳米ZnO薄膜．通过测量其X射线衍射谱,计算出纳米ZnO颗粒的平均粒径大小为30nm．实验研究了纳米ZnO薄膜的反射和偏振性质,结果表明：当振动方向平行于入射面的线偏振光（简称P光）入射纳米ZnO薄膜时,不存在严格意义上的布儒斯特角,但对于入射角却存在一个临界角β．当入射角小于β时,反射光的振动面随着入射角的增大向左旋转;当入射角大于β时,振动面转而向右旋转;当振动方向垂直于入射面的线偏振光（简称S光）入射纳米ZnO薄膜时,反射光的振动面始终向左旋转．     

Mn：KNSBN晶体中弱入射光高反射率四波混频相位共轭

功率为1mW左右的He-Ne激光束在Mn:KNSBN晶体中实现四波混频相位共轭。入射光相对于晶体主光轴的取向及入射光偏振组态对相位共轭反射率都有很大的影响。当物光近于布儒斯特角入射时,反射率可达60％。建立时间约为60sec的光折变光栅具有18hr左右的寿命。晶体中观察到诱导四波混频相位共轭。