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电介质膜增强的Goos-Hnchen位移的微波测量

1引言Goos-Ha¨nchen(GH)位移是指当一束光被电介质界面全反射时,反射光束在入射面内相对于几何反射光束的位移。虽然这个效应在1947年就在实验上观察到[1],但对它的解释始终存在争议。与此有关的理论模型有稳态相位模型[2]、能量传播模型[3]、光线模型[4,5]和形变光束模型[6]。这种状态促使人们在更多的领域内研究这个现象,其中包括声学、等离子体物理、量子力学[7]、表面物理和化学[8]。近年来GH位移与所谓的超光速现象联系在一起,从而又得到了人们进一步的关注[9~11]。此外,GH位移在光学器件中得到了一定的应用[12,13]。人们对GH效应的研究大多集中在理论上,实验研究的还不多,其中一个主要原因就是这个位移很小,通常只有波长的数量级,在单次反射的光学实验中很难观察到。到目前为止,除了非线性光学实验[14~16],实验研究工作大体上有如下三种类型:1)GH位移大小与光束的偏振状态有关,基于这个现象,在光学领域采...  (本文共3页) 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

电磁可控Goos-H(?)nchen位移理论研究

古斯(F.Goos)和汉欣(H.H?nchen)在1947年首先用实验的方法证明了光在发生全反射时,实际反射点离入射点有一段距离,这一现象被称为Goos-H?nchen位移(简称GH位移)。由于实际的入射光是非理想单色平面波,可分解成不同的单色平面波分量,不同分量具有不同的反射相移,出射后再合成就形成了GH位移。GH位移的调控方法很多,但电磁调控方法在近几年才得到重视。电控GH位移与半导体结合为基于GH位移效应的光学器件集成化、小型化提供了一条可行的途径。另外电磁调控GH位移也为光学传感器的微调提供了一种非常便利的方法,这就可以降低生产此类传感器的某些工艺要求,同时也间接地提高了传感器的使用寿命。本文主要理论研究多层结构中电磁可控的GH位移及应用,取得如下结果:(1)研究对称金属膜覆盖波导(SMCW)结构及金属-氧化物-半导体结半导体结构中的GH位移的电压可控性,提出了一种低电压控制GH位移的方法。首先,以铌酸锂电光晶体为导波层...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

《哈尔滨工程大学学报》2008年05期
哈尔滨工程大学学报

单轴各向异性左手材料薄层的Goos-Hnchen位移

Goos-Hanchen(GH)位移是指当一束波在入射界面发生全反射时,反射波沿界面向前平移一段距离的现象.后来,人们将GH位移的研究扩展到部分反射[1-3],例如受抑全内反射过程中的反射波和透射波的情形[4].Bore等[5]发现利用量子阱可以增强GH位移.还有研究结果表明,利用波束共振也可以增强GH位移,例如Kaiser等[6]采用成像方法对这种现象的实验研究,Girard等[7]利用位置灵敏探测器测量了这种GH位移随入射角变化的情况,李春芳等[8]采用成熟的微波技术对这种GH位移的测量等.最近的研究[9-11]发现在各向同性左手介质表面也会发生负GH位移.Hu等[12]对单轴各向异性左手材料的电磁特性进行了研究,发现各向异性介质的电磁特性与各向同性介质之间存在很大的差异:单轴各向异性介质的左手性并不要求介电常数和磁导率的所有元素为负.姜永远等[13]给出了在单轴各向异性的左手介质表面全反射发生时,光轴与界面垂直和平行情况下...  (本文共6页) 阅读全文>>

《红外与毫米波学报》2011年05期
红外与毫米波学报

含各向异性特异材料三明治结构的Goos-Hnchen位移研究

引言当一束电磁波在两种介质的分界面发生全反射时,反射波将在界面上相对于几何光学预言的位置有一定的侧向位移,该位移被称为Goos-Hnchen(GH)位移,这一物理现象已经延伸到了其它物理领域:如声学、量子力学、非线性光学等[1-2].尤其是GH位移在集成光学系统如光波导、近场扫描光学显微镜等结构中具有重要的作用[3].近几年,各向异性特异材料结构中的GH位移也引起了人们很大的研究兴趣[4-6],各向异性材料可有负的介电常数和负的磁导率,具有一些与正折射率材料不同的电磁性质[7,8].在各向异性特异材料中,只需要在部分方向上实现负的介电常数或负的磁导率,这比各向同性特异材料的制备要容易得多,也更有现实意义.目前有文献研究了各向异性特异材料平板反射与透射波的GH位移[4],单轴各向异性特异材料表面发生全反射时,光轴与界面垂直和平行情况下GH位移[5],以及单轴各向异性特异材料平板在光轴与界面成一定角度时的GH位移[6]等,研究结构...  (本文共6页) 阅读全文>>

《北京石油化工学院学报》2002年04期
北京石油化工学院学报

反向Goos-Hnchen位移及负群时延

1近期的一些光学现象 20世纪80年代末,Yablonoviteh[‘一3口提出了光子晶体这个概念。光子晶体是指折射率在空间呈一定周期性变化的人工光学材料,它对于光子而言具有能带结构,类似于一般晶体中电子的能带结构。现在它已成为理论和技术研究中的一个热点问题。之后Pendry及其合作者实现了另外一种人工材料,这种材料不但可以有负的介电常数。比5〕,而且可以有负的磁导率对6〕。最近,shelby等人仁7’8习将负介电常数材料和负磁导率材料的特点结合在一起预言了负折射率材料实现的可能性,并用实验证实了负折射率材料的确存在闭。 另外一个有趣的现象是在增益介质中光脉冲传播的负群速度效应。理论研究表明〔‘。一’2〕,在增益介质中线性反常色散可使光脉冲的传播速度大于光速,甚至可以为负。200。年wang及其合作者E‘3〕在受激的艳原子气体中观察到了这种光脉冲的负群速度传播现象。 第三个现象是量子势垒贯穿过程中的超光速现象。这个现象在量子力学...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国科学:地球科学》2012年04期
中国科学:地球科学

广角反射地震波的Goos-Hnchen效应横向偏移

全反射光波波束中心(如图1)在反射界面的入射点(C点)和出射点(D点)之间存在横向偏移x的现象早已被Goos和H nche用实验证实(被称为Goos-H nchen effect[1~11],图1中,n1,n2为介质1,2的折射率,i为入射角),这一概念并被迅速引入到了光学以外的其他物理学分支[1~4],目前已扩展到研究反射粒子[1~4]、在导电界面反射的电磁波[12,13]及SH和SV地震波[14,15]的横向偏移问题[11~15].近年还仍有一些新的研究热点问题出现,如发现了全反射光存在负横向偏移现象(如图2)[6~8],当波入射到界面的O点时,反射波不是沿x轴的正向有一定的横向位移(OC为不考虑横向位移的反射线),而是沿x轴的负向有一定的横向位移,即反射波束中心是沿着AD方向传播(Goos-H nchen效应是波衍射效果的体现),刘福平等:广角反射地震波的Goos-H nchen效应横向偏移图1全反射光波横向偏移图2反射波...  (本文共7页) 阅读全文>>