正入射时双轴晶体中偏振光出射点随晶体取向而变化的轨迹

单色光波正入射到任意取向的双轴晶体上的情况,求得了双轴晶体中偏振光的传播方向及相应入射分量的折反系数的计算公式,并得出了偏振光的振动方向恒在折射面内、两折射面恒正交的重要结论。最后就NaNO₂晶体的相应计算数据,画出晶体中偏振光出射点随晶体取向而变化的轨迹图及反射系数变化图予以讨论。这些结果为应用新的方法测量双轴晶体光学参量提供了可能性。 关键词：     

非常偏振光在单轴晶体表面的反射-透射研究

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及晶体的双折射和双反射现象,求解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反射率和透射率的方法,并给出反射率和透射率的解析解,同时得到对于晶体光轴在入射面内的情况,光轴的取向对非常偏振光反射率的大小几乎没有影响,但对产生全反射的临界角θc影响较大的结论。实验上用LiNbO3晶体验证了非常偏振光从各向同性介质入射到晶体时的反射率公式。求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用。     

偏振光通过透镜的偏振状态分析

采用菲涅尔原理和琼斯矩阵理论,分析了偏振光经过透镜后偏振状态的变化规律,得到了任意入射偏振光通过单透镜后偏振状态的一般表达式,讨论了偏振光通过共焦双透镜后的偏振分布.分析结果表明对于单透镜,入射光偏振方向相对于入射面±45°时有最大的偏转量;入射偏振光在共焦双透镜作用下的偏振方向偏转量是单透镜时的2倍.     

半圆形金属光栅的矢量模态理论

采用了Ｈａｎｓｅｎ矢量波函数理论研究半圆形金属光栅的衍射效率问题，该方法适用于任意入射方向，任意偏振态入射场衍射问题的研究，结果表明，当入射光为ｐ或ｓ型偏振光时，其结果与文献（１）的结果相同。     

一种斜入射F-P型薄膜滤光片消偏振设计方法

薄膜滤光片在斜入射使用时,s偏振光和p偏振光的特性会产生分离:两偏振光的中心波长不一致,且s偏振光的通带宽度要小于p偏振光.而采用多种材料且满足特定条件的膜系结构,可使角度入射滤光片两偏振方向的特性趋于一致.通过理论分析,建立了两偏振光反射率的表达式,由表达式可看出非偏振的条件.通过计算,求出相应材料折射率值,从而设计出消偏振的膜系.对一个三腔129层实例膜系进行了计算求解、仿真分析及误差分析.最后的结果验证表明此方法是可行的.     

本征广义琼斯矩阵方法（英文）

为了描述完全偏振光在非线性晶体中传播时的偏振态及相位变化,本文基于Ortega-Quijano等人在推导非线性晶体的广义琼斯矩阵时采用的微分广义琼斯矩阵方法,提出了本征广义琼斯矩阵方法。与微分广义琼斯矩阵方法相比,本征广义琼斯矩阵方法使用了更精确的数学技巧,在描述光在非线性晶体中传播的物理过程上更为严谨。解决了微分广义琼斯矩阵不能计算斜入射光或者光轴与实验室坐标不重合时光的偏振变化的问题。首先,根据折射率椭球方程和光的入射方向,计算出非线性晶体中本征光的传播方向和折射率。然后,给出了本征光的本征广义琼斯矩阵。最后,计算了本征光的偏振态和相位变化。本文使用本征广义琼斯矩阵对带有一个奇点的涡旋光在KDP晶体中的传播情况进行模拟计算,计算结果表明,本征广义琼斯矩阵方法能够描述任意入射角度、任意光轴方向的完全偏振光在非线性晶体中的传播过程。     

一维光子晶体中光场分布特性分析

给出了在任意入射角下光子晶体的透射率、反射率及光在光子晶体内部场强分布的正确表达式.在此基础上,研究了入射光角频率分别为基频奇数倍、偶数倍时在光子晶体内部的场强分布.此外,还研究了不同入射角、光入射方向及缺陷层对场强分布影响,得到了一些新的有价值的结果,这为光子晶体的制备提供了依据.     

写入光偏振态对Ce:KNSBN晶体衍射特性的影响

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体,通过改变抽运光偏振方向和品体c轴的夹角φ.系统记录了不同φ角下的抽运光透射光强I',随时间的变化情况.实验结果表明,当φ≤30°时,基本没有光扇效应;实验研究了正交偏振光写入下Ce:KNSBN晶体的两波耦合动态过程,并与e光写入下两波耦合动态过程进行了比较,发现正交偏振光写入时光扇噪声得到了明显抑制,在相同的写入参量条件下光栅的衍射效率明显提高.     

激光晶体角色散对克尔透镜锁模激光器二阶、三阶色散的影响

对常规的带有棱镜对色散补偿的四镜腔固体克尔透镜锁模激光器,现有文献只考虑晶体的材料色散而忽略了晶体的斜入射所带来的角色散.首次给出了由于在晶体处的斜入射,不同波长的光线在该激光谐振腔中的振荡回路.给出了考虑晶体处的斜入射后二阶、三阶色散的解析表达式.并计算了斜入射带来的对激光晶体和棱镜对系统二阶、三阶色散的影响.     

激光晶体角色散对克尔透镜锁模激光器二阶、三阶色散的影响

对常规的带有棱镜对色散补偿的四镜腔固体克尔透镜锁模激光器,现有文献只考虑晶体的材料色散而忽略了晶体的斜入射所带来的角色散.首次给出了由于在晶体处的斜入射,不同波长的光线在该激光谐振腔中的振荡回路.给出了考虑晶体处的斜入射后二阶、三阶色散的解析表达式.并计算了斜入射带来的对激光晶体和棱镜对系统二阶、三阶色散的影响.     

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。     

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．     

单轴晶体和各向同性介质交界面上e光光线的折射

根据光在各向异性介质中遵从的Ｆｅｒｍａｔ 原理,较系统地讨论了单轴晶体和各向同性介质交界面上的ｅ 光（ 非常光） 光线的折射,得到了光轴在任意取向情况下的折射基本公式。同时给出一般情况下确定ｅ 光线折射角的具体解。在此基础上对几种特殊的光轴取向给予了较详细的讨论。最后讨论了ｅ 光线的折射公式与ｅ 光波法线的折射定律的等价性,从而说明Ｆｅｒｍａｔ 原理与光的电磁波理论存在内在的一致性。     

新型聚合物分散液晶相位光栅的制备

把具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合 ,注入表面经过取向处理的液晶盒中。以紫外灯为光源 ,通过光掩膜法 ,使混合物在光场的引发下发生相分离 ,形成液晶 /聚合物相位光栅。由于相分离后液晶在取向膜的作用下沿液晶盒面方向旋转 180° ,克服了传统液晶光栅器件对入射光偏振方向的依赖 ,提高了光的有效利用率。采用光学显微镜和He Ne激光器进行测试 ,结果表明所制样品具有较好的栅结构 ,其衍射效率不受入射光偏振方向的影响且具有电场可调性。该光栅制作方法简便 ,驱动电压低 ,在光通信器件、衍射光学、投影显示、光开关等领域有广泛的应用前景     

The beam splitting in the photonic crystal at a degenerate state

In this paper, using the plane-wave expansion and finite difference time-domain methods, the photons behavior in the photonic crystal is investigated. Theoretically, when a polarized wave is incident from the background medium to the photonic crystal, the beam propagation directions in the photonic crystal determined by two methods are approximately same. But in this paper, the results exhibit that there is an additional direction obtained by the finite difference time-domain method compared with the plane-wave expansion. Considering basic physical mechanism of the photon behavior, the present work circumvents the electromagnetic field distribution in the photonic crystal at a degenerate state, which can reasonably explain the phenomenon. Finally, it shows that a photonic crystal can be properly designed to achieve double refraction simultaneously at one frequency, which can also offer new thoughts and foundation for the novel beam splitter that applied to many optical systems.     

Phase Matching of SHG in Arbitrary Directions of Biaxial Crystals

In this paper, propagation and polarization characteristics of optical waves in arbitrary directions in a biaxial crystal are analyzed, and universal relationships of refractive index dependence on their propagation directions and the principal refractive indices for two perpendicular polarization waves propagating in arbitrarily directions are derived from indicatrix equation. By using these relationships, methods of collinear phase matching (PM) of SHG are developed, and general expressions of the collinear PM angle dependent of the principal indices are given for SHG in arbitrarily directions. The expressions may be used to make optimization design of PM by computer for the SHG and to select optimum PM direction and to raise the SHG conversion efficiencies.     

Phase Matching of SHG in Arbitrary Directions of Biaxial Crystals

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｅｖｅｒａｌｂｉａｘｉａｌｃｒｙｓｔａｌｓ ,ｓｕｃｈａｓＫＴＰ ,ＬＢＯ ,ｈａｖｅｓｏｍｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｓｕｃｈａｓｌａｒｇｅｎｏｎｌｉｎｅａｒ (ＮＬ )ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ,ｗｉｄｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｎｇｅｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ,ａｎｄｅａｓｉｌｙｇｒｏｗｉｎｇｌａｒｇｅｓｉｚｅｃｒｙｓｔａｌｗｉｔｈｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙ .Ｔｈｅｂｉａｘｉａｌｃｒｙｓｔａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｕｓｅｄｉｎｌａｓｅｒｆｒ…     

单轴晶体内表面入射e光线的双反射

基于光线遵从的Fermat原理,从几何学的角度讨论和分析了在单轴晶体中入射的e光线在界面上的双反射,得到了确定光线反射方向的一般公式,并对几种特殊情况进行了讨论.指出了上述结果与由电磁波的边界条件计算所得结果是一致的.