带非谐振环激光谐振腔的特性

本文中分析了带非谐振环激光谐振腔的光学对称性、稳定性和光束腰位置,可以据此选择谐振腔参数。     

Pöschl-Teller势阱中线性与非线性光学吸收系数的计算

非对称性量子阱中的非线性光学效应因其潜在的实用价值而引起了人们的广泛关注,而量子阱内带间的光学吸收问题对研究远红外光学探测器件具有重要的理论指导意义.考虑带间的电子弛豫,用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了Pöschl-Teller 势阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数的表达式.通过调节Pöschl-Teller势阱中两个可调参数κ和λ,势阱的形状及其非对称性会随着κ和λ的取值不同而明显不同,从而其线性与非线性光学吸收系数的大小也会随势阱参数κ、λ和入射光强的变化而呈规律性的变化,并且当入射光强增强到一定程度会出现较强的饱和吸收现象.     

Pschl-Teller势阱中线性与非线性光学吸收系数的计算(英文)

非对称性量子阱中的非线性光学效应因其潜在的实用价值而引起了人们的广泛关注 ,而量子阱内带间的光学吸收问题对研究远红外光学探测器件具有重要的理论指导意义 考虑带间的电子弛豫 ,用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了P schl Teller势阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数的表达式 通过调节P schl Teller势阱中两个可调参数κ和λ ,势阱的形状及其非对称性会随着κ和λ的取值不同而明显不同 ,从而其线性与非线性光学吸收系数的大小也会随势阱参数κ、λ和入射光强的变化而呈规律性的变化 ,并且当入射光强增强到一定程度会出现较强的饱和吸收现象     

Vander Lugt相关器中几种空间匹配滤波器算法比较

由于光学傅里叶变换过程中光的衍射作用,在光学相关识别中,输入图像的形状对称性会影响匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值。针对几种典型的匹配滤波器算法,定量分析了利用这些算法设计的匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值受输入图像形状对称性的影响程度,依此来比较这些算法的特性,并进行了模拟和实验。     

电子有效质量随位置变化的半导体量子阱中的光学整流

本文利用坐标变换和密度矩阵等方法,导出了电子有效质量随位置变化的量子阱中光学整流系数的解析表达式。数值结果表明,较大的光学整流系数与系统的非对称性和光子能量有关。     

非线性光学超构表面

非线性光学超构表面是一类由空间变化的超构功能基元组成的超薄非线性光学器件.通过合理选择超构功能基元的材料组成、空间对称性,人们可以在亚波长尺度上对超构表面上产生的非线性光波的偏振、相位、振幅等自由度进行多维度光场调控.文章介绍了在非线性光学超构表面上实现谐波、四波混频、太赫兹波辐射的设计与原理,并讨论了如何在非线性光学...     

非相干泵浦辅助的电磁诱导非厄密衍射光栅

提出一种基于非相干泵浦辅助的非厄密电磁诱导光栅的理论方案,其中物理系统由具有三能级Lambda型结构的超冷原子系综与非相干泵浦场组成。该方案仅通过单重空间周期调制便可获得光学宇称-时间对称和宇称-时间反对称等非厄密光学对称性。通过对探测光束透过该系统的远场衍射特性的研究发现：首先,通过非相干泵浦速率与控制光束失谐的操控可以实现不同非厄密光学对称性的切换;其次,在光学深度不变的前提下,可以通过非相干泵浦场对系统的衍射效率进行有效调制,从而引入全新的操控自由度;此外,控制光束失谐的相位可以有效操控系统的衍射对称性及衍射模式。该理论研究结果可以促进非厄密光学与散射型全光器件的研究与开发,并应用于量子光学与量子信息处理等领域。     

“θ”型谐振腔结构的光学透射特性

应用有限元方法研究了在圆形谐振腔结构内嵌椭圆形棒("θ"型谐振腔结构)的光学透射特性,结果表明,该结构对于光学滤波具有很强的可调性.另外,通过调节椭圆结构的倾斜角度破坏该结构的对称性,能够产生明显的法诺共振效应.这些结构对于光学滤波和折射率传感器结构的设计有一定的指导意义.     

Ag-Al纳米球二聚体的光学性质研究

金属纳米材料因其表面等离子体共振特性而备受关注。异质结构的金属纳米材料的光学特性相比于同质结构因其材料的不同破坏了原有结构的对称性,对称性的破坏将引起光学性质的改变,相邻两个颗粒之间的相互作用会产生Fano共振。Fano共振是由异质纳米结构的表面等离子体共振耦合引起的,通过合理地调控表面等离子体共振的耦合,将进一步调控Fano共振的强度同时促使异质结构的电场增强特性和辐射特性得到进一步优化。受金银等贵金属的带间跃迁影响,金属铝纳米材料成为研究紫外-近紫外光区的表面等离子体共振研究最佳选择。采用有限时域差分方法研究了Ag-Al纳米球二聚体的光学特性。研究了Ag和Al纳米球组成的二聚体的吸收光谱与入射光偏振方向、纳米球半径、颗粒间距和介质折射率等几何结构及物理参数的关系,并深入讨论了二聚体的局域场分布规律;讨论了获取更高效的Fano共振光谱的方法。由于材料的对称性被破坏,异质二聚体的光学性质与同质二聚体明显不同,Ag-Al异质纳米球二聚体呈现出在紫外和可见光区的双Fano共振现象。Ag-Al二聚体表面等离子体互相耦合引起Fano共振从而导致表面等离子体的共振抑制和增强。研究结果对在紫外-可见光区的表面等离子体应用、纳米光学器件的设计与开发及基于表面等离子体共振的表面增强光谱、生物传感和检测研究等有一定参考价值。     

定性与半定量的物理学连载②

第一章　对称性原理1.什么是对称性? 在现代物理学中对称性是个很深刻的问题.在粒子物理、固体物理、原子物理等许多领域里面,对称性问题都很重要.描述对称性的数学语言是群论.这里不打算用群论方法去探讨一些较深的问题,而是介绍对称性原理在基础物理中的应用. 对称性的概念最初来源于生活.在艺术、建筑等领域中,所谓“对称”,通常是指左右对称.人体本身就有近似的友和右的对称性.各类建筑,特别是很多民族的古代建筑,都有较高的左右对称性.我国古代的宫殿、寺庙和陵墓建筑尤为突出,而园林建筑的布局则错落有致,于不对称中见对称. 左右对称…     

用于相位突变界面的广义的反射定律和折射定律

考虑到位于两物质界面上的Metasurface对光线传播行为的影响, 从费马原理和边界条件连续两种角度出发, 推导了可用于相位突变界面的广义反射与折射定律. 该定律在界面对光波的相位改变量为零的情况下, 回归为通常的反射定律和折射定律. 利用广义的折射定律和反射定律讨论了介质折射率、界面上的相位梯度等因素对光传播行为的影响, 发现利用广义的折射定律和反射定律很容易实现反常反射和反常折射行为, 并给出了出现反常反射和反常折射的条件, 以此为基础可以实现对光波的随意控制. 依据广义的折射定律和反射定律分析了一维相位掩模板对光场传播行为的影响. 关键词： 超材料 相位突变界面 反射定律 折射定律     

晶体的连续双折射双反射及其集成应用:1×N电光开关

根据惠更斯定理 ,给出了单轴晶体内双折射与全内双反射的光线方向和光波法线方向的普遍公式。并讨论了在晶体内沿多个面的连续双折射双反射 ,分析了前一界面输出量和后一界面输入量之间的联系 ,得到多次双折射双反射后的光线方向和光波法线方向。在此基础上 ,提出一种单块晶体集成的 1×N电光开关 ,即把多个电光调制器安置在全反射面之间。由于双折射效应 ,寻常光和非常光有不同的全内反射 ;给不同的电极对上加上半波电压改变输入光的偏振状态 ,再使光通过不同数目的反射面反射 ,最后输出光就有不同的角度。具有结构简单、插入损耗小、抗干扰性强等优点。给出了 1× 4光开关的实例。     

冲击波在空气和熔石英元件界面传播的超快诊断

基于球面波在弹性介质界面上的反射和折射特性的基本理论,采用超快时间分辨的光学诊断技术,研究了532nm纳秒激光辐照熔石英元件表面产生的冲击波在空气和样品界面的传播特性,获得了冲击波在材料内部传输以及在空气与样品界面反射的时间分辨图像。结果表明:激光脉冲与材料作用在前后表面产生了向体内传输的冲击波,且产生的冲击波在玻璃与空气界面处反射为两个波,即反射波和反射剪切波;反射波和反射剪切波的强度与入射冲击波的入射角有关。     

时间平移对称性与能量守恒

从对称性原理出发，证明了能量守恒定律，并对时间平移对称性与能量守恒作了简单的几何表述。     

空间沾染对光学系统的影响分析

空间光学系统由于直接暴露于轨道真空和热环境中,空间沾染物对光学镜面的污染会使空间光学系统的性能发生改变。建立了一套光学系统沾染损伤分析模型,并计算了一种沾染物质在不同波长下对光学系统的沾染损伤。对空间沾染源进行了分类,通过讨论内、外沾染源对全反射系统、折反射系统、全折射系统的影响,提出了对空间光学系统防护的一些建议。     

Reflection and refraction of elastic wave at VTI-TTI media interface

We explore the physical phenomenon of acoustic waves induced at the interface between two different anisotropic rock media.Specifically,one medium is a transversely isotropic medium with a vertical axis of symmetry(VTI medium)and the other one is a transversely isotropic medium with a tilt axis of symmetry(TTI medium).By solving the Kelvin-Christoffel equation,an eighth-order polynomial is established for reflection and refraction angles,which is confirmed from SnelFs law.Three types of analytical expressions of the polarization coefficients of the induced waves are obtained corresponding to different incident angle regions.An effective algorithm has been developed for numerical analysis of the polarization coefficients.Applying characteristic anisotropic parameters reported in the literature,the influencing factors on reflection and refraction coefficients are analyzed,e.g.,the anisotropy,the tilt-angle of rock-layer,and the incident-angle.The calculated reflection and refraction coefficients have been rechecked for energy conservation.     

电磁波在左右手介质界面折射与反射特性的研究

研究了电磁波在左右手介质界面折射与反射的特性,给出了折射系数和反射系数,从另外一个方面探讨了最小作用量原理在左手材料中的适用性;从电动力学和最小作用量原理证明了Snell定律,验证了Snell定律在左手材料中的适用性,并且得到Fresnell公式在左右手材料中的一致性.     

Misalignment measurement of optical vortex beam in free space

The misalignment of optical vortex(OV) beams, including transversal displacement and tilt, occurs in many situations, including on reflection or refraction at an interface between two different media and in propagation and tracking systems for optical communications. We propose a reliable method to determine and subsequently eliminate tilt and transversal displacement in an OV beam. An experimental setup was established to verify the proposed method, and the experimental results showed good agreement with those of the numerical simulations.Using the measured misalignments, the initial orbital angular momentum spectrum can be recovered in free space.     

Rays,modes and beams in optical fibre waveguides

The global properties of modal ray fields and the local properties of source-excited ray fields are discussed within the context of propagation in optical fibres. The importance of bounded beams is stressed for unambiguous determination of local energy transport, reflection, refraction and tunnelling.     

Negative Refraction in One-Dimensional Photonic Crystals with Tilted Interface

We investigate the wave propagation through the tilted interface of one-dimensional photonic crystals. Negative refraction can be realized by excitation of the Bloch states in the extended Brillouin zone with suppressed reflection. Equi-frequency surface analysis shows that the positive refraction, negative refraction or birefringence in this configuration can be achieved under a proper incident angle, which is confirmed by finite-difference timedomain simulations. The results may be useful in applications in the new devices based on one-dimensional photonic or optical waveguide arrays.