光在微结构中传播的非几何光学现象

摘要

当光学微结构的尺寸与光波长可以相比拟时,其边界效应非常明显,在界面上反射光束将产生纵向位移、传播方向的偏转、焦点的移动和束腰的变化等一系列非几何光学行为.随着集成光学的发展,反射光束的这些非几何光学效应受到了广泛的关注,但对透射光束则鲜有涉及.本文研究了有限光束透过双棱镜结构和薄介质板的纵向位移,并对穿过薄介质板的纵向位移进行了实验研究.主要内容包括以下两方面:1.利用稳态相位法研究了双棱镜结构中传播模式下透射光束的纵向位移,发现透射共振效应可使纵向位移增强为光波长的数十倍,在非共振点上,反射光束的纵向位移等于透射光束的位移,分析了透射光束的纵向位移随入射角和棱镜折射率变化的关系.为了说明稳态相位分析法对于一般激光光束的有效性,对高斯光束进行了数值模拟,结果与理论值相当吻合.2.首先介绍了有限光束透过薄介质板的纵向位移理论,给出了纵向位移取负值时入射角及板的厚度应满足的条件,并进行了高斯光束数值模拟研究,结果与理论值吻合得很好.在此基础上利用微波技术对一系列不同厚度的有机玻璃板及不同入射角情况下的透射纵向位移进行了实验研究,在考虑了角偏转的修正之后,第一次在实验上观测到了穿过薄介质板的透射波束所产生的反向纵向位移,实验结果与理论结果吻合得相当好.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1引言

1.2 GH效应综述

1.3 GH位移

1.4双棱镜结构FTIR过程中的GH位移

1.5 GH位移的实验验证

第二章双棱镜结构中透射纵向位移的共振增强效应

2.1引言

2.2传播模式下透射光束的纵向位移的稳态相位法分析

2.3数值模拟

2.4小结

第三章薄介质板中有限光束的纵向位移

3.1引言

3.2稳态相位法分析

3.3数值模拟

3.4实验研究

3.5小结

第四章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

说明