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变折射率介质中光线的弯曲

文章以费马原理为基础,推导了一维渐变折射率介质中光线方程满足的微分方程;讨论了光线弯曲情况与介质折射率变化  (本文共3页) 阅读全文>>

陕西师范大学
陕西师范大学

梯度折射率介质中光传输特性实验系统的研制

光在非均匀介质中的传输特性,已在大气光学、大气激光通信等大尺度领域的研究和微小型梯度折射率光学元器件的设计与制造方面得到了广泛应用。而人们对于光线的弯曲传输现象,总是存在某种程度的神秘感。这一方面源于人们自小形成的光直线传播概念的“根深蒂固”,另一方面是由于在日常生活中的可见范围,不易观察到光线的弯曲传输现象。光在非均匀介质中的弯曲传输特性在空间激光通信、梯度折射率光学元件的设计制造以及光学测量法在传质传热学中的应用,需要深入研究光线传输过程中,折射率变化梯度大小和方向等与光线径迹或光点漂移量之间的关系。但受多种因素限制,在实验室尺度范围内的空气中无法建立相对稳定的大梯度温度场,因此在实验室内有限的空间中,无法实现光弯曲传输特性的实验研究。同时,目前人工制备大尺度固体梯度折射率材料的难度极大、成本极高。这都制约了光在非均匀介质中传输特性研究的实验系统的研制,使得学生对光线在梯度折射率介质中传输特性的理解,更多的依赖于课堂图示和自...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

二维变折射率介质辐射传热及表观发射特性研究

典型的变折射率材料包含梯度折射率材料及多层半透明材料,其在自然界和实际工程中有着广泛的应用,如光子晶体的加工成型、光线在海水和大气中的传输以及光学仪器的制造等。梯度折射率介质内由于光线弯曲传递及全反射的存在,导致辐射能量的分布与均匀折射率介质完全不同,因此必然存在一些独特的传热特性与现象。对于多层半透明介质,子层界面处因折射率阶跃存在复杂的反射和折射现象,亦会在介质内导致特殊的热光学效应。本文采用蒙特卡洛法,针对二维双向多层和任意梯度吸收发射以及散射性灰介质,研究在子层交界面镜反射、壁面镜或漫射条件下的辐射热传递,求解得到介质内的温度和热流分布以及表观发射率。主要研究内容包括:(1)基于二维均匀介质辐射传递模型,将MCM扩展用于求解二维双向多层介质内的热辐射传递,建立二维矩形介质内双向多层介质辐射—导热耦合换热模型,在与文献多层介质结果对比验证本文模型可靠性的基础上,研究并详细分析多层介质折射率排列及反照率等参数对耦合换热的影响...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于龙格库塔法的非均匀介质辐射特性及耦合传热分析

非均匀介质辐射传输问题在工程实际中广泛存在。由于热效应引起的梯度折射率现象常常给工程技术的使用带来麻烦,甚至危害设备安全。另一方面,工程中通过设计介质的折射率分布来改变光信号传输特性,可以有效改善设备性能和实现技术创新。消除梯度折射率的危害或光学元件的设计,都需要充分地研究梯度折射率介质的辐射传输问题。梯度折射率介质的辐射传输数值求解方法已经得到研究。但目前大多数求解方法通过区域离散求解光线传输轨迹,在复杂折射率分布介质中适用性差。为研究三维任意折射率分布介质的辐射传输问题,本文采用龙格库塔光线轨迹求解方法和移动最小二乘拟合法,对折射率数据离散分布的三维介质光线轨迹进行精确求解。然后,将龙格库塔光线追踪法与蒙特卡洛法相结合,建立了适用于三维非均匀介质的辐射传输数值求解方法。以光学窗口为研究对象,基于本文建立的辐射求解方法分析了不同折射率分布形式对窗口介质辐射特性的影响,并且研究了梯度折射率介质对多种外部光源的透射特性。实际半透明...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽大学
安徽大学

悬浮扩散共聚法制备大粒径球对称梯度折射率微球

梯度折射率(Gradient index,GRIN)透镜及其阵列是一类新型光学器件,具有简单的几何形状,主要依靠介质特殊的非均匀折射率分布以实现其各种光学功能。因其有体积小、光路短、重量轻、性能优越、易于批量生产、便于集成等优点,在微小光学、集成光学、光通讯中有着诱人的应用前景,现已受到广泛地重视。本工作从梯度折射率介质光学的基本理论出发,对球对称GRIN微球透镜的光学性能进行了系统的分析;研究了用球对称GRIN微球制作回归反射材料的可能;进而选择两种聚合物单体,采用悬浮扩散共聚法,研究制备了较大粒径的聚合物梯度折射率微球透镜。本论文主要内容如下:第一章:概述了梯度折射率光学、微小光学、高分子GRIN材料的发展历史与研究现状,并对本课题研究的内容以及研究的必要性作了简要的阐述。第二章:阐述了一般GRIN球透镜的基础理论及球透镜的典型模型—Maxwell鱼眼微球透镜的各种光学性能,说明了此类透镜的优越性。第三章:介绍了回归反射的概...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电脑迷》2007年07期
电脑迷

光线追踪 光线处理的魔术师

光线,永远是3D画面中最为显眼的因素。适宜的光线会让画面看起来和谐美观。在DirectX 9时代,计算机对于光线...  (本文共1页) 阅读全文>>

《苏州工艺美术职业技术学院学报》2007年01期
苏州工艺美术职业技术学院学报

建筑空间与光线

光线是建筑空间设计中不可回避的独特造型元素。光线的存在是世间万物表现自身和反映相互关系的先决条件。在通常我们所说的四大设计元素——“型、色、光、质”中,光...  (本文共4页) 阅读全文>>