非线性变折射率大气中的海市蜃楼

讨论了一种非线性变折射率大气中的海市蜃楼,利用变分法导出了形成蜃景的条件及物点与观察者之间距离的计算式.     

折射率跃变的一般光学界面上光折射的代数关系

根据几何光学中的光线方程,推导出了折射率跃变界面处光折射的代数方程,依据该方程讨论了球面界面的"焦点"、"焦距"问题并用计算机进行了模拟.该方法对学生理解光的传播行为及提高几何光学的教学效果有帮助.     

变折射率介质中光线追迹通用算法的研究

基于几何光学的光线折射和反射原理提出了变折射率介质中的光线追迹算法,给出了在光线追迹过程中进行递推的反射光线和折射光线的方向余弦方程;解决了空间中法线的确定和光线回转等问题。最后通过对多种不同的存在解析解的特殊折射率分布的数值解值和解析解值的比较,验证了算法的正确性,并且讨论了应用算法时应该注意的问题和算法中还有待解决的问题。该算法不但具有广泛的适用性,基本不受折射率分布的制约,而且其数值解精度达10^-5。该算法在变折射率介质的光学设计和空间成像补偿等方面有着广阔的应用前景。     

两种离子交换型变折射率微透镜

分别求得制作自聚焦平面微透镜的开孔式和掩盘式离子交换的相应扩散方程的解,导出掩盘式微透镜的最佳折射率分布,给出微透镜的成像矩阵,制得掩盘式平面微透镜阵列并给出其成像照片及基本参数.     

GRIN光学中光线追迹的一种新方法

由哈密顿光学中的拉格朗日方程推出光线方程，用Runge—Kutta方法求解光线方程，给出光线追迹的新方法。     

变折射率组合三角棱镜产生无衍射线结构光

提出一种可产生大焦深无衍射线结构光的新型光学元件——变折射率组合三角棱镜,由正、负等腰三角棱镜胶合在一起设计而成,其变换光束特性与单个正等腰三角棱镜相同,等效折射率由正、负等腰三角棱镜折射率之差决定,因此可通过两个折射率接近的正、负等腰三角棱镜组合得到一个更加接近1的等效折射率,以获得更大焦深的无衍射线结构光,解决了单个正等腰三角棱镜小角度加工困难的技术问题。采用几何光学理论分析了产生无衍射线结构光的原理,计算了无衍射线结构光的相关参数。由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的光强分布特性。研究表明,平面波正面入射新型光学元件可以产生具有大焦深的无衍射线结构光。     

哈密顿光学理论在变折射率问题中的应用

从理论力学中的哈密顿光学理论入手,将光在变折射率光纤中的传播路径问题类比为在特殊势场中粒子的运动,相较于传统的积分求解方法,提供了简洁直观的思考模式,并对几个具体的模型进行分析,在高中物理竞赛中不乏是—种开阔视野且巧妙的方法.     

饱和非线性光学介质中的变折射率光学工程

文章概述了在饱和非线性介质中的变折射率光学工程的主要目的、内容和记录方式的类型，展示了国内外的发展动态及目前存在的主要问题，并提出了相应的解决办法。对应于不同的信号光强与背景光强之比，作者提出了可以进行“梯度型”和“阶跃型”变折射率元以及器件的记录和制作的新思路。在光生伏打光折变介质中，针对极低的暗辐照导致很长的记录时间以及介质的各向异性引起二维变折射率元、器件的畸变等问题，可以采用非相干均匀辐照光束来解决。     

一种类锥形梯度折射率纤维的光线传播特性和近轴成象研究

本文研究了一种类锥形梯度折射率纤维的光线传播特性和近轴成象规律。光在这种类锥形纤维中的传播具有变幅值和变周期的振荡特征,文中从光线轨迹的近似解析式出发,导出高斯光学公式,并讨论了结果的适用性。研究表明,类锥形梯度折射率纤维与在光学特性上锥形梯度折射率纤维十分类似,它们都可望成为微型光学和激光装置的重要新元件。     

变折射率方形孔径平面微透镜阵列的聚焦和散焦特性

为提高变折射率平面微透镜阵列的填充率,利用光刻工艺和离子交换技术制备了填充率近达100%的方形孔径平面微透镜阵列,并对其透镜元及相邻透元间间隙构成的角落区域的成像进行了理论和实验研究.根据变折射率介质光线追迹法,利用MATLAB软件模拟,发现在透镜元区域和角落区域成像特性相反.成像系统测试表明:由于透镜元区域和角落区域的折射率分布变化规律不同,透镜元与角落区域对物体分别成倒立实像和正立虚像;透镜阵列可实现聚焦和散焦功能;角落区域得到充分的离子交换使得间隙足够小,形成了从该区域中心向外逐渐增大的新型梯度折射率模型.     

利用线阵CCD测量透明介质折射率

根据光线穿过厚度均匀的透明介质平板时所产生的横向偏移量,提出了一种利用线阵CCD和计算机测量透明介质折射率的新方法．该方法充分利用了线阵CCD分辨率高的特点,并且具有一定的实用价值和应用前景．     

共振光的大折射率

揭示了在多能级原子介质中的一种新现象:利用原子相干可使共振光获得明显大于1的折射率.     

渐变折射率介质中光线路径的数值计算

从理论上分析了渐变折射率介质中光线传播的规律,建立了光线路径的数值计算方法。     

用光束位移法测定透明玻璃板的折射率

采用光束位移法测量了透明玻璃板的折射率 ,分析了折射率的公式和实验误差处理公式 .结果显示 :实验的准确性主要取决于折射角 θ,并且 θ在 2 0°～ 35°范围内 ,实验的效果较好 .     

决定介质折射率因素的经典计算

就介质折射率的物理意义首先从理论上作了说明,然后从经典概念出发对介质折射率的表达式作了推导,指出了决定介质折射率的因素,即组成介质的原子结构、原子种类、每一个原子周围电子分布的情况及辐射的频率。通过理论计算和实验数值的对比表明,所推导出的结论及相关的计算方式是正确的,对介质折射率的研究和在特殊领域对折射率有一定要求的材料的制备具有一定的指导意义。     

用二次成像法测量透明玻璃板的折射率

介绍了用二次成像法测定透明玻璃板折射率的原理和方法.由于采用线阵光电耦合器件(CCD)测量,提高了测量精度.     

负折射材料的非寻常折射

负折射材料是近年来研究人员关注的新型材料,与常规材料相比,它有许多非寻常的表现,特别是光的折射,用惠更斯原理解释了负折射材料的折射规律,并分析了负折射材料制作的一些常用光学元件与传统材料制作的相应光学元件的不同作用。     

Propagation of a localized wavepacket in a metamaterial with a negative index of refraction

Propagation properties of electromagnetic waves in a medium with a negative index of refraction are investigated. A model of a physical signal that combines simultaneously qualities of both a spatially-localized beam and a wavepacket was used as the incident wave. Such a choice was necessary because of the strong frequency dispersion of metamaterials in the spectral region with a negative index of refraction. An approximate analytical solution was derived that describes the propagation dynamics of such a signal through a slab made of material showing simultaneously a negative dielectric permittivity and magnetic permeability. Presented at the XIIIth International Conference “Physics of Pulse Discharges in Condensed Media,” August 21–25, 2007, Nikolaev, Ukraine. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 75, No. 2, pp. 187–193, March–April, 2008.     

大口径KDP晶体折射率非均匀性检测

KDP晶体的折射率不均匀性将导致光束的空间分布存在不同程度的相位失配,从而使得三倍频系统的转换效率下降。为了得到KDP晶体折射率非均匀性的高精度检测结果,基于正交偏振干涉法,采用ZYGO MST大口径干涉仪,测量得到了大口径KDP晶体折射率非均匀性分布,其测量精度达到10-7,并通过实验研究了晶体面形对测量结果的影响。对晶体e光折射率非均匀性的高精度检测,为大口径晶体材料生长工艺、加工工艺等改进和提高提供了定量的检测依据。     

Reversal of the dipole vortex in a negative index of refraction material

When a small particle is illuminated by a circularly polarized laser beam, the induced electric dipole moment rotates in a plane. The flow lines of the emitted electromagnetic energy are the field lines of the Poynting vector. When the particle is embedded in a dielectric, these field lines have a vortex structure, and the rotation in the vortex has the same orientation as the rotation direction of the dipole. We show that when the embedding medium is a negative index of refraction material, the direction of rotation in the vortex is reversed.