M层非线性介质平板中的光波导模

讨论了Ｍ层克尔型非线性介质平板波导中ＴＥ波的传输特性，并给出其导模的解析解。     

动态介质中的光折射现象研究

利用计算机模拟技术研究了动态介质中的光折射现象。将一定区域内带波浪的水假定为动态介质,以深度作为变量,利用几何光学原理及数值计算给出了介质深度不同时光强分布的规律,即相邻两明(暗)纹的中心间距随深度的变化而改变,明纹宽度和明纹平均亮度随深度的改变均呈现近似周期性变化而两者的变化趋势相反;另外,我们根据所得到的介质中光强分布的规律提出了一种测量水波速度的方法。     

光在吸收介质中传播的折射定律

光波在均匀非吸收介质中传播时振幅不衰减,在两种非吸收介质界面处产生折射现象,由几何光学中实数形式的光折射定律定量描述.而光波在均匀吸收介质中传播时,其振幅沿传播方向衰减,且其等振幅面与等相位面会发生分离.考虑吸收对光波传播特性的影响,本文回顾了复折射率的概念和复数形式的折射定律,据此对光波由吸收介质入射到吸收介质和光波由非吸收介质入射到吸收介质的两种情况进行了讨论,阐明了复数折射定律在具体问题讨论中的必要性和便利性,同时分析了实数形式和复数形式折射定律的关系.     

利用折射的扩束作用测介质的折射率

传统的测折射率方法，一般要借助一些光学仪器，如阿贝折射计、分光计，都需熟悉仪器，且在测量前要对仪器调节．能否找到一种简单办法测量介质的折射率？本文就折射的扩束作用提出以下方法．     

光在非均匀介质中传播规律的演示

光在介质中的传播规律遵循费马原理,如：在均匀介质中,光沿直线传播．在非均匀介质中,光的传播轨迹比较复杂,与非均匀介质的状态有密切关系．尽管海市蜃楼和沙漠幻影是大自然中能够看到的光在非均匀介质中的传播现象,但只有在一定条件下才能出现,不是随时可以看到的．为了能在光学教学中让学生能够看到光在非均匀介质中的传播,本文利用白糖溶液和水之间扩散形成的浓度非均匀区域,实现了光线的非直线传播．通过光线实际传播的路径,计算了非均匀区域液体折射率的相对变化．这一演示实验取材简单,容易实现,对学生思维训练具有一定的借鉴意义．     

色散负折射特异介质的1维光子晶体缺陷态

在1维光子晶体中引入色散负折射特异介质,分析了其介电常数和磁导率在微波区（1～10 GHz）与频率的关系。分别对以色散负折射介质为缺陷的正折射率介质光子晶体及以正折射率介质为缺陷的正负折射率介质光子晶体进行了数值仿真,得出了均匀平面电磁波在正入射和斜入射时的透射谱。结果表明：在介电常数和磁导率均为负值的不同禁带中,分别出现了单、双缺陷模。利用透射谱的这一特点,可实现单、双通道滤波。     

色散负折射特异介质的1维光子晶体缺陷态

在1维光子晶体中引入色散负折射特异介质,分析了其介电常数和磁导率在微波区（1～10 GHz）与频率的关系。分别对以色散负折射介质为缺陷的正折射率介质光子晶体及以正折射率介质为缺陷的正负折射率介质光子晶体进行了数值仿真,得出了均匀平面电磁波在正入射和斜入射时的透射谱。结果表明:在介电常数和磁导率均为负值的不同禁带中,分别出现了单、双缺陷模。利用透射谱的这一特点,可实现单、双通道滤波。     

测定介质折射率的几种方法

介绍了几种测定介质折射率的方法.     

Refraction of light in media

The roles of the magnetic field and electric field of the light are investigated when the light is refracted in the medium. The model of the electron cloud conductor is presented. Electron cloud in a molecule is treated as a conductor and the Faraday’s Law is applied to this conductor that is in the alternating magnetic field of the light. dB _M/dt of the light gives rise to an alternating induced current on the electron cloud conductor, and the light exchanges energy, i.e. the refractive energy, with the electron cloud conductor. Formulas of refractive index, which is the ratio of light speed in vacuum to that in the medium, are derived with this model. These formulas are tested with several mediums and Langevin’s diamagnetic susceptibility of helium gas, and the results are in good agreement with the measured data. The anisotropy and the nonlinearity of the refractive index are explained with the theory described in this work. Supported by Beijing Science and Technology New Star Program (Grant No. 952870400), the Beijing Municipal Commission of Education and the Excellent Young Teachers Program of Ministry of Education of China     

Effect of magnetic field of light on refractive index

Light refraction in a medium results from energy exchange between the medium and the magnetic field of the light. Formulas of refractive index, that is, the ratio of light speed in vacuum to light speed in the medium, were derived with the inductor model of electron cloud and the law of energy conservation. Refractive indices of several media were calculated using the formulas derived, and the calculated results are in agreement with the results measured. The anisotropy and the nonlinearity of the refractive index are explained with the theory described in this work.     

利用强度周期性变化的光信号测量光速与介质的折射率

介绍了一种利用强度周期性变化的光信号来测量光速与介质折射率的方法,可以精确测量出光传播距离改变cm数量级时光传播时间的改变.如果在光路中放入介质,用这种方法可以很精确地测量出由此引入的光程差,并给出了一个测量介质折射率的新方法.     

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.     

对白光干涉法测量透明介质折射率实验的探讨

在时域中求解得到,光路中存在色散介质的情况下,白光双光束干涉光强度.由此证明了:用白光干涉法测量得到的是白光在色散介质中的群折射率,而并非相关报道中认为的折射率;讨论了介质厚度及色散对于涉条纹的可见度和干涉条纹显现时动镜移动范围的影响.上述结论得到了实验验证.     

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。     

不同结构光栅的衍射光强分布

构造了不同折射率介质组成的透光元件A及元件A组成的光栅,并计算平行光垂直透过元件A及元件A组成的光栅时衍射光强的分布,通过实验演示了一些不同结构光栅的衍射光强分布.     

超低折射率特异材料天线

采用金属网格和泡沫材料实现低折射率材料媒质,并对其参数进行了优化,辐射源采用单极天线,制作了样机。利用HFSS电磁仿真软件对应用低折射率材料媒质天线与传统天线的方向性进行了对比研究,并研究了辐射源的参数对定向天线的性能影响。对样机进行了测试,测试结果与仿真结果比较吻合,与传统天线相比较,基于超低折射率特异材料的天线方向性明显提高。因此,选择适当电磁参数的超低折射率特异材料,用于定向天线的设计,可以改变传统天线的设计。     

各向异性介质的平行平板干涉

提出了各向异性介质平行平板干涉中的相位差计算方法.证明了e光干涉产生的条纹为严格的椭圆曲线,椭圆长短轴的比值等于o光主折射率与e光主折射率之比,而与晶体厚度、干涉级等参数无关.拍摄了实验干涉图,并用最小二乘法对干涉条纹进行椭圆曲线拟合,结果与理论完全一致.本文提出的方法可用于晶体主折射率比值的精确简便测量.