A Simple Model for Measuring Refractive Index of a Liquid Based upon Fresnel Equations

Due to many experimental data required and a lot of calculations involved, it is very complex and cumbersome to model prism-based liquid-refractive-index-measuring methods. We develop a new method of mathematical modelling for measuring refractive index of a liquid based upon the Fresnel formula and prism internal reflection at an incident angle less than the critical angle. With this method, only two different concentrations measurements for a kind of solution can lead to the determination of computational model. Measurements are performed to examine the validity of the theoretical model. Experimental results indicate the feasibility of the theoretical model with an error of 1%. The method is also capable of measuring even smaller changes in the optical refractive index of the material on a metal surface by the surface plasma resonance sensing techniques.     

基于声光效应的可调谐光子晶体的研究

利用传输矩阵法研究了一维异质双周期光子晶体的光子带隙随超声波变化的特性.首先,光子晶体的介电常数随超声波的传播出现周期性变化;然后,光波入射到此光子晶体时产生声光效应,采用Matlab软件模拟仿真并分析了该结构光子晶体的光子禁带的位置、宽度与超声波强度及频率的关系.结果表明:光子晶体禁带的位置、宽度可以通过控制超声波的强度和频率实现实时调制.这个结果为基于声光效应的可调谐光子晶体器件的研究提供了理论依据.     

光在激活光纤中的传输

本文推导了连续光及宽脉冲在激活光纤中的运动方程,采用激活物质极化的量子理论,在零级近似及一级近似情况下,对其运动方程进行了求解,并讨论了激活物质对脉冲群速度的影响,定量地描述了连续光及宽脉冲的振幅与位相及群速度在激活光纤中的变化行为。     

基于管状声学超透镜的近场点声源成像研究

在局域共振型声子晶体和负折射理论的相关基础上,结合声透镜发展现状和声成像的需要,提出了一种新型的管状声学超透镜结构并建立了模型;通过层多散射法分析了该透镜内声波的传输过程,然后利用COMSOL Multiphysics软件模拟了近场点声源通过不同厚度的管状声学超透镜后的声波传输和聚焦情况,得到了透射率和反射率的关系曲线,确定了最佳成像效果时透镜的厚度;在此厚度下,观察到入射波和出射波的波形基本接近,弥散现象很弱,很好的验证了该透镜可以实现对近场点声源的高分辨率成像.     

异质三周期光子晶体的光子带隙特性

利用传输矩阵法研究了由TiO₂和SiO₂两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性,发现该结构能在波长为200~ 2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙,并且波长越大,带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系,发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感,但对入射角度和介质层的厚度很敏感。     

多量子斜阱构造及相应激子峰红移

文章研究了利用应变超晶格多量子阱材料中压电场来构造多量子斜阱，给出了斜率的定量描述，讨论了过临界厚度时的应变及压电场的大小，提出了可以通过调制压电场的方法到与外场调制量子斜阱中激子峰红移量同样的效果。     

异质双周期结构光子晶体光学特性

利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512~960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性,以及当结构发生轴向应变时的"介观压光效应"。结果表明:当复折射率虚部为负时,透射峰随虚部绝对值的增大先增大后减小,甚至出现衰减;虚部为正时,发生吸收现象。当光子晶体发生轴向应变时,透射峰随应变量的增加呈现近似L形变化,应变量很小时透射率几乎线性减小,波长越大透射峰变化越缓慢。     

异质镜像光子晶体的光子带隙研究

对异质镜像结构光子晶体(ABCCBA)^N进行了研究。首先,利用一维介电体系中处理光传播的方法--传输矩阵法,详细推导了异质镜像光子晶体透射率的计算公式;然后,采用Matlab软件编程仿真并分析了光子带隙形成与镜像周期数目、光子带隙数目与光子晶体薄层厚度、光子带隙位置与入射角大小等的关系。结果表明:光子带隙的形成及变化主要受光子晶体薄层厚度及入射角大小变化的影响。通过改变影响光子晶体光子带隙的参数,可得到不同频段的光子带隙,用来制作高质量反射镜、滤波器和发光二极管等。     

A Novel Method for Enhancing Goos-Hänchen Shift in Total Internal Reflection

Due to the tiny shift in order of optical wavelength for Goos-Hǎnchen （GH） shift, it is very difficult to directly measure and apply the GH shift. We develop a new method for enhancing GH shift of both TE and TM polarized waves. The method is based on a total reflection prism made of BK9 glass combined with a precise measurement of the resulting spatial displacement with a one-dimensional charge coupled device （CCD）. Measurements are performed to examine the validity of the method. Experimental and theoretical results indicate the feasibility of the method with an enhancement in optical wavelenghth shift at millimetre scale. The method is advantageous to application the GH shift in the optical domain, and is also meaningful for measuring even smaller changes in the refractive index of a liquid.     

光在两单轴晶体分界面的反射与透射系数

研究光在两单轴晶体分界面处的反射和折射情况,分析了反射光和折射光的振幅与相位,给出了光在两单轴晶体分界面处的反复和透射系数。