T E TM 波单介质面的折射率和透射率

根据平面光波在单介质面的振幅反射率透射率与入射角、 能流反射率透射率与入射角、 反射系数与介 质折射率比的关系, 分析T E TM 波单介质面的反射率和透射率随着光波入射角、 介质折射率比的变化规律     

利用光强透射率测定透明介质的折射率

利用光在两种介质分界面上能流分配及偏振态变化的行为,推导了各向同性单层介质在线偏振光入 射下的光强透射率与介质折射率之间的关系,从而给出了基于线偏振光透射率测量透明介质折射率的原理.实验 结果表明,得到的介质折射率与理论值相符,所采取的实验方案可行.     

增强现实系统宽光谱大视场偏振光波导的研制

分析了两种光学波导结构对光波导视场及其尺寸的影响,并对光波导结构和薄膜进行了优化。通过TFCalc软件对波导中的p偏振光分光膜进行设计,选择H4和MgF2分别作为高、低折射率材料,并结合Needle法和Variable Metric法对膜系进行了优化。在450~600nm波段,制备的p偏振光分光膜在25°入射角下的平均反射率为30.1%,50°~80°入射角下的平均反射率小于5%。该分光膜满足牢固度测试要求。     

渐变折射率减反膜的设计及其全向性能

相比于传统的多层减反膜,渐变折射率减反膜有更好的减反性能。通过沉积折射率介于基底与空气且均匀变化的介质材料可以制备渐变折射率减反膜。选择的制备方法不同,会导致渐变折射率减反膜的结构不同,其减反效果也有所差异。通过数值模拟仿真,研究不同结构的渐变折射率减反膜在不同入射角时的减反效果,可得出渐变折射率减反膜的最优结构。最优结构的渐变折射率减反膜当入射角为0°~45°时对可见光的反射率在0.6%以下,当入射角为75°时反射率低于15.5%。     

折射率梯度引起反转的光自旋霍尔效应研究

从经典电动力学出发,研究了由折射率梯度导致的反转光自旋霍尔效应。通过分析光从光疏介质入射到光密介质和从光密介质入射到光疏介质两种情况,揭示了光自旋霍尔效应中的横移与偏振态、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系。当入射角一定时,光从光疏介质入射到光密介质时的水平偏振横移绝对值大于垂直偏振横移,而从光密介质入射到光疏介质的情况正好与之相反,并且传输场的横移方向取决于折射率梯度方向,增大入射角能明显增强光自旋霍尔效应,对某一特定的线偏振光束,其左、右旋圆偏振光分量的横移等值反向。这些研究结果为调控光自旋霍尔效应提供了有效途径。     

使线偏振光变为圆偏振光——薄膜1/4波片的设计

在一个折射率为N_2的基片上,镀制一层折射率为N_1=(N_0·N_2)~(12),厚度为d_1=λ/4(N_1~2-N_0~2Sin~2φ_0)~(-1/2)的透明介质薄膜,当一束波长为λ的线偏振光以特定的方位角α,在合适的入射角φ_0下,倾斜辐射到薄膜表面上时,可得到的反射光线为圆偏振光。     

玻璃表面缺陷单面成像

为解决薄玻璃等透明介质表面缺陷检测中上下表面检测区分困难的问题,提出一种基于菲涅尔公式的玻璃表面单面成像方法。方法利用线偏振光经过反射和折射后偏振特性的变化规律,优化入射光的入射角和偏振方向使上下表面成像光的偏振方向接近正交,再利用偏振片的滤光特性选择所需光线成像。通过理论计算和仿真分析得出入射光的最佳入射角和振动方位角,在分光计上进行实验验证,并设置评价函数对不同入射角所成像进行评估。实验证明,方法能够有效消除透明介质上下表面中其中任意一面的反射光线,实现单面选择成像。经过评价函数评价分析认为入射角较小的情况下成像效果较好。该方法简单可靠,不会损害检测样品,容易投入实际生产。     

研究玻璃表面层参数的一种新方法——平板双面偏振光反射光强比的测量

力偏振光在玻璃或其它透明材料平行平板前后表面反射光强比值与入射角的关系。对样品表面层的物理参数(折射率、厚度和吸收)很敏感,特别是当表面层的折射率与平板基底的折射率很接近时,尤其明显。本文结出的薄膜光学为基础的数字模拟和初步实验结果。采用数值拟合的方法,根据比值与角度的实验曲线可以得出样品表面层的物理状态。本法设备简单,结果直观。     

带有高折射率介质层的金属光栅偏振器特性的研究

研究了一种亚波长金属光栅偏振器在可见光波段的透射与消光特性。与传统亚波长光栅偏振器不同的是,通过在基底和光栅之间增加一层高折射率介质薄膜,提高了TM偏振光透射率和消光比。利用严格耦合波分析法(RCWA),模拟了高折射率介质层厚度、光栅占宽比对透射率和消光比的影响。计算结果表明,在整个可见光波段,合适的介质层厚度可使透射更加均匀并且当入射角在0～60°变化时,TM偏振光的透射率和消光比仍可分别达到79%和50 dB。这种带有高折射率介质层的亚波长金属光栅偏振器结构紧凑,性能优良,特别适合作为液晶平板显示中的偏振分光器件。     

入射角对Al0.5Ga0.5As-AlAs分布布拉格反射器反射光谱的影响

采用传输矩阵法对Al0.5Ga0.5As-AlAs材料的发光二极管分布布拉格反射器进行入射角的反射光谱研究,计算发现反射偏振光p和s随入射角的增大呈“V”形变化,在49.8°处有最小反射值。不同入射介质[以空气和限制层(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P材料]下的反射光谱受入射角的影响差异很大,其中入射角对空气入射介质的反射谱影响较小,由0°入射的反射率88.13%降至45°的84.94%,反射峰值波长蓝移仅10 nm;但入射角对(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P入射介质的反射谱影响很大,仅从0°到45°入射,反射率降幅就超过45%,反射峰值波长蓝移超过127 nm。为了减缓这种影响,提出了多波长布拉格反射器结构设计。计算表明多波长分布布拉格反射器在0ο~45°的入射角内比传统的分布布拉格反射器有更好的光谱特性,这对提高发光二极管的出光效率有现实意义。     

Laser diagnostics of nanoscale dielectric films on transparent substrate by integrating differential reflectivity and ellipsometry

The effect of nanometer dielectric films on the differential reflection characteristics of linearly polarized light from non-absorbing materials is investigated in the long-wavelength approximation. The second-order formulas for changes in the reflectance of s- and p-polarized light caused by ultrathin layer are obtained. A detailed analysis of the influence of ultrathin film to the reflectivity of p-polarized light in the vicinity of the Brewster angle is carried out. The novel methods are developed for determining the thickness and refractive index of uniform (or the average values of refractive index of nonuniform) nanometer-scale films by differential reflectivity and ellipsometric measurements.     

Laser Intensity Variation in Amplitude and Phase Induced by Elliptically Polarized Feedback

The laser output characteristics under elliptically polarized optical feedback effect are studied. Elliptically polarized light is generated by wave plate placed in the feedback cavity. By analyzing the amplitude and phase of the laser output in the orthogonal direction, some new phenomena are firstly discovered and explained theoretically.Elliptically polarized feedback light is amplified in the gain medium in the resonator, and the direction perpendicular to the original polarization direction is easiest to oscillate. The laser intensity variation in amplitude and phase are related to the amplified mode and the anisotropy of external cavity. The theoretical analysis and experimental results agree well. Because the output characteristic of the laser has a relationship with the anisotropy of the external cavity, the phenomenon also provides a method for measuring birefringence.     

基于传输矩阵法讨论光疏介质表面的全反射

探究了光在光密介质与超薄光疏介质界面处的全反射,通过在光密介质中嵌入一光疏介质薄层,利用传输矩阵法,定量地分析了入射角度以及光疏介质的厚度对反射率的影响.数值模拟结果表明,当光疏介质的厚度小于约一个波长时,即使入射角大于全反射的临界角,反射率也不一定会达到1,也就是说,光学隧道效应将会出现.     

Self-splitting of multisoliton bound states in planar Kerr waveguides

We address the phenomenon of self-splitting of N-soliton bound states into their individual soliton constituents in a planar Kerr medium with a waveguide that has a triangular linear refractive index. The splitting is due to the fact that each soliton component experiences different change of propagation angle which is driven by the potential introduced by the refractive index variation and the soliton amplitude. Our numerical simulations show that the break up only disturbs the propagation angle of each single soliton constituent but not its amplitude.     

多层介质中的光自旋霍尔效应研究

本文研究了光束通过多层介质分界面的光自旋霍尔效应. 以三层介质为例,建立了光束通过棱镜-空气-棱镜结构的传输模型,揭示了横移与空气介质的厚度、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系. 发现对某一特定的圆偏振光束,改变两棱镜之间的折射率梯度可以调控横移,反射场与传输场的横移方向取决于折射率梯度. 相对于两层介质来说,高斯光束通过三层介质能明显地增强光自旋霍尔效应. 研究多层介质中光自旋霍尔效应横移的影响因素可为调控和增强光自旋霍尔效应提供理论依据. 关键词： 光自旋霍尔效应 横移 折射率梯度     

Polarization-Dependent Phase-Conjugate Reflectivity in Randomly Oriented Saturable Absorbers: Effects of Direction of Transition Dipole Moment Associated with Excited-State Absorption

The effects of the direction of transition dipole moment on polarization-dependent phase-conjugate (PC) reflectivity by degenerate four-wave mixing in a saturable-dye-doped film are theoretically investigated. On the basis of a four-energy-level model for the saturable dyes, the pump-intensity dependence of the PC reflectivity is calculated for the two cases of a probe wave being polarized either parallel or perpendicular to pump waves, when the transition dipole moment associated with excited-state absorption tilts from that associated with ground-state one. For the parallel polarization, in the case of two transition dipole moments having different directions, a dip appears in the PC reflectivity curve near a resonant frequency on account of the characteristics of nonlinear absorption, whereas it disappears when the frequency of light is off resonance due to the influence of nonlinear refractive index.     

一种无损检测眼镜镜片折射率的方法

提出了一种无损检测眼镜镜片基底折射率的方法。该方法通过测量眼镜镜片在可见光区域内的反射比数据,采用高斯牛顿迭代法拟合反射比曲线来检测镜片基底折射率,并用Cauchy模型分析了镜片折射率的色散现象。检测结果表明,镜片折射率的相对误差不超过2%,可基本满足对镜片折射率区间的判定。     

偶氮分散红聚合物薄膜的Z扫描研究

采用单光束Z扫描技术对新型光学存储材料偶氮分散红聚合物的薄膜样品进行了测量。实验结果表明 ,该样品的非线性折射率为负值。为消除非线性吸收的影响 ,将实验所得有孔Z扫描曲线除以开孔Z扫描曲线进行了处理。从Z扫描曲线的实验数据处理得到这种新型偶氮分散红聚合物薄膜材料的非线性折射率为 :- 5 .5× 10 -6cm2 /W ,其值比常见无机非线性光学材料大 8～ 9个数量级 ,是一种很有应用前景的新型光学存储材料。最后 ,对这种偶氮聚合物薄膜具有大的非线性折射率的物理机制进行了分析。初步认为 :在线偏振光照射下 ,偶氮分子变为各向异性。这些类似液晶相的分子很好地关联在一起 ,分子的取向对外界扰动的响应是一种集体的效果 ,所以他们具有很大的非线性响应。     

用光速测量仪探究蔗糖溶液折射率与浓度的关系

实验应用现有的CG-V型光速测量仪,对其测量光速的光路进行改进,测量不同浓度蔗糖溶液的折射率,并利用计算机软件（Excel）对实验的测量数据进行分析处理,得出蔗糖溶液折射率与浓度的定量关系,并加以验证,使学生能掌握光速测量仪的使用,更深刻了解透明液体折射率与浓度之间的关系。     

用光速测量仪探究纯碱溶液折射率与浓度的关系

应用现有的光速测量仪,对其测量光速的光路进行改进,测量不同浓度纯碱溶液的折射率,并利用计算机软件MATLAB对实验的测量数据进行分析处理,得出纯碱溶液折射率与浓度的定量关系。