光学异常透射研究进展

光学异常透射(extraordinary optical transmission, EOT) 现象于1998 年首次报道,表 现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言 的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面波引起的异常光学效应,是表 面等离激元光学(plasmonics) 进入活跃发展期的一个标志性事件。本文将从产生机理和相关器 件应用两方面,对EOT 的研究进展进行简要阐述。首先介绍EOT 产生机理的宏观Bloch 模式 解释和微观表面波解释,以及这两种解释的最终统一;然后介绍EOT 在传感、纳米偏光器、滤 波、光开关和分子光谱增强等领域的应用;最后是对EOT 相关研究的展望。     

用柱面波函数展开法求解时谐电磁场

对于时谐电磁场，推导出矢势的柱面波孙数展开展。应用该展开式可计算电流分布区域外部和内部的时谱电磁场。给出了用中公式求解时谱电磁场的具体例子。     

以柱面波作为基元证明单缝夫琅禾费衍射公式

通过对电信号处理和光信息处理的类比分析,提出了用柱面波作为基元信号处理光场信息的方法,写出了复杂光波信号用柱面波基元信号的展开表达式并给出权重因子的物理含义.结果表明,柱面波作基元信号与球面波、平面波作基元信号所得单缝夫琅禾费衍射公式相同.     

硬化材料中弹塑性柱面波的数值方法

本文讨论了应变硬化材料中一种适宜于数值计算的增量型塑性应力应变关系,并以弹塑性柱面波的传播为例进行了数值分析,给出了一些有意义的结果。     

相位恢复算法用于光学面形检测的实验研究

 针对相位恢复测量中遇到的初始相位估计、传播因子和收敛判断等问题,以柱面透镜的光学面形为恢复对象,应用迭代相位恢复算法完成了对柱面透镜的光波波前的相位恢复实验,并对实验结果进行了分析。实验结果表明：根据被测对象的光波形态选择最接近的初始相位能够加快收敛速度,避免局部收敛,是保证结果准确与可靠的重要条件。通过对两个记录面上的光强之和做求比值运算计算传播因子 ,并应用到传播公式中,能够消除激光光束本身稳定性与探测器响应均匀性等因素对计算结果的影响。     

柱面波在不规则目标上散射近场的有限元解法

用有限元－人工透射边界法求出柱面波在无限长圆柱上的散射近场半并与解析解进行比较，进而对几种不规则目标散射问题求解。     

柱面光栅Talbot效应

本文在傍轴近似下,导出了柱面波照射下柱面光栅的Talbot自成象一般公式。它与在球面波照射下平面光栅的自成象规律类似。此一般公式在极限情况下,可退化出已知的平面光栅成象公式。     

柱面波对多层球的轴向声辐射力

在理论和数值上研究柱面波对多层球的声辐射力.基于声波的散射理论,得到声辐射力的解析解,并给出数值仿真.结果表明：在特定的ka和kr₀处,柱面行波的辐射力可以是负值（k是波数,a是多层球的半径,r₀是多层球到声源的距离）.随着kr₀增加到无穷大,仿真结果退化为平面波的情形.对双层球而言,每层的相对厚度影响曲线共振峰的大小和位置,但对三层球而言没有显著影响.当最内层的介质换成空气时,由于声阻抗差异较大,共振峰更加明显.该研究可以为研发新一代单行波声束声学镊子提供理论指导,该技术在生物医学超声和材料科学领域有广泛的应用.     

在介质内表面处柱面波的反射和减反射

应用转移矩阵法研究柱面介质内表面处柱面波的反射,发现在小半径内表面上的反射为全反射,当半径较大时,它只是部分反射.这种特性对于设计光源和小半径接收器有用.同时研究了柱面波的柱面多层减反射涂层,发现这些涂层不能应用通常的四分之一膜层设计,在此基础上叙述了新的设计原理.     

二维随机介质中柱面波传播及其局域性的随机泛函分析

分析了二维各向同性均匀随机介质中柱面波的传播特性及局域化现象.用随机泛函理论,在频域内将随机介电起伏展开成柱坐标系下的Wiener积分式,将波场表示为内外行柱面波的线性和,求解二维Helmholtz波动方程,得到随机介电起伏对柱面波幅度与相位调制的解析表达.由柱面波能量的空间分布验证了波的局域化现象,并求解局域化长度.二维随机介质中平面波按柱面波展开的波转换方程与非随机介质中的情形有相似的表达,但具有随机介电起伏对幅度和相位的调制,并给出数值模拟结果.