单轴晶体中的光束传输和正负折射现象研究

摘要

晶体中的光传输问题一直吸引着人们的浓厚兴趣.随着光电通讯技术的飞速发展,晶体元件已广泛应用于各类光电器件,如光学偏振器,光学补偿器,光学开关等.在研究晶体中的光传输问题时,晶体的双折射效应决定了光传输的特殊性,所以在设计光电元件时光场的矢量性质是不可忽略的.随着负折射率介质的出现,对负折射率材料的理论和实验研究引起了人们的浓厚兴趣.由于各向异性介质中的空间色散性质,在各向同性介质和各向异性介质界面会出现反常折射现象.本文在理论上研究了单轴晶体中的光束传输和正负折射现象.本文共分为五章:第一章为前言;第二、三、四和五章介绍了作者在硕士研究生期间所作的部分工作;具体内容安排如下:第一章:介绍了本论文的研究背景和研究目的.第二章:研究了垂直光轴入射的傍轴光束在单轴晶体中传输的矢量性质.第三章:利用静态相位和傅里叶频谱分析的方法,严格推导了群速度的和群前沿速度的定义.第四章:基于色散方程和边界连续性条件,全面分析了在各向同性介质和各向异性介质界面出现的负折射现象.第五章:从理论上分析了在各向同性的正折射率介质和各向异性的负折射率介质界面会出现反常正折射.

目录

文摘

英文文摘

论文说明

致谢

第一章前言

§1.2各向异性介质中的正负折射性质

第二章傍轴光束在单轴晶体中传输的矢量性质

§2.1光束传输的平面角谱表述

§2.2傍轴光束传输的矢量模型

§2.3高斯光束在晶体中的传输

§2.4小结

第三章群速度和群前沿速度

§3.1群前沿速度

§3.2群速度

§3.3群前沿速度和群速度

§3.4小结

第四章单轴晶体中的负折射现象

§4.1单轴晶体中的光传输性质

§4.2相速度和能量速度折射

§4.3群前沿速度与群速度折射

§4.4小结

第五章各向异性负折射率介质中的反常正折射

§5.1各向异性的负折射率介质中的色散性质

§5.2各向异性的负折射率介质中的反常正折射

§5.3最大偏折角

§5.4小结

结束语

参考文献

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