各向异性电介质板热辐射场的空间相干

摘要

热辐射光源是经常被认为一种非相干的光源，是发光物体在热平衡状态下，使热能转变为光能的光源，如白炽灯，卤钨灯等。一切炽热的光源都属于热辐射光源，包括太阳，黑体辐射等。一般认为，热光主要是由自发辐射的非相关过程产生，但仍有很多系统在微观尺度上有着不同的行为，例如，Carminati等人研究中表明极化介质的经常相干范围远大于远场的相干范围，且与界面极化膜关联。随着光相干理论的发展，产生热场的热源可能存在某种程度的暂态空间相干性，例如，光通过一个给定波长λ的平面准均匀传感器源时，空间相干长度接近λ/2。
　　 热辐射源的一个重要性质就是由其交叉谱密度张量表征的空间相干性，热辐射体的相干特性与黑体辐射的相干特性完全不同，在微腔、光子晶体等系统中都有体现。本文范汕洄等人对一定厚度的各向同性电介质板附近电磁热辐射的空间相干特性的研究基础上改变介质的结构，进一步研究各向异性介质的空间相干特性。首先回顾基础知识以及各向同性介质的相干特性，然后以空间-频率域中的交叉谱密度张量传输理论，微观波动电动力学和涨落耗散理论为基础，通过计算分析给出交叉谱密度张量的解析表达式，对各个不同区域的空间相干情况加以物理分析。我们发现各向异性介质有类似于各向同性介质的空间相干特性，交叉谱密度张量的解析表达式可以应用到不同的介质当中分析其相干情况。