圆锥透镜对球面入射光的聚焦衍射特性

首次导出了圆锥透镜对球面入射波的聚焦衍射计算公式 ,分析了其轴上能量分布与横向场能量分布特性 数值计算结果表明 ,选择合适的球面入射波可以扩展焦深 ,改善光强分布 ,同时保证横向场能量分布要求 对于半径 2 0mm ,锥角θ =1× 10 - 2 的圆锥透镜 ,采用曲率半径为 12 0 0～14 0 0mm的球面入射波 ,可扩展焦深 2 0 0mm到 12 0mm ,光强的均匀性有明显改善 ,横向场能量分布形状改变量不超过 15 μm 。

基于Ω粒子的手性特异材料中的古斯-汉森位移

为了研究基于Ω粒子共振模型的各向异性手性特异平板材料的反射光束的偏移效应,利用稳态相位法,给出了反射光束的古斯-汉森(Goos-Hanchen,GH)位移的表达形式。数值模拟结果显示:对于横磁波入射,共同极化反射分量的相对GH位移在两个布儒斯特角处得到增强,而对应于大布儒斯特角的GH位移的增强峰更大。同时,大布儒斯特角处的GH位移的增强对手性材料的厚度和入射频率非常敏感,通过微调厚度或入射频率,可实现GH位移正负增强的转换。在入射角不变的情况下,选择合适的入射频率,可实现不同厚度处共同极化GH位移的正负增强转换。另外,对于固定的手性材料厚度,通过微调入射角,还可实现共同极化GH位移在不同频率处的正负增强。

From Allan Variance to Phase Noise:A New Conversion Approach

A new mathematical method is proposed to convert the oscillator instability parameters from Allan variance to Spectrum Density(SD)of random phase fluctuations,which is the inversion of the classic transformation formula from SD to Allan variance.Due to the fact that Allan variance does not always determine a unique SD function,power-law model of the SD of oscillator phase fluctuations is introduced to the translating algorithm and a constrained maximum likelihood solution is presented.Considering that the inversion is an ill-posed problem,a regularization method is brought forward in the process.Simulation results show that the converted SD of phase fluctuations from Allan variance parameters agrees well with the real SD function.Furthermore,the effects of the selected regularization factors and the input Allan variances are analyzed in detail.

双棱镜结构中透射光束的古斯-汉欣位移

当入射角大于全反射临界角时,双棱镜结构中透射和反射光束的古斯汉欣(Goos-Hanchen)位移具有饱和效应,并且只有波长数量级。利用稳态相位法研究了当入射角小于全反射临界角时双棱镜结构中透射光束的古斯汉欣位移。研究表明,传播模式下透射光束的古斯汉欣位移是空气层厚度、入射角和双棱镜折射率的周期性函数。当透射共振时,透射光束的古斯汉欣位移可达入射波长的几十倍,与入射角大于全反射临界角的情况相比,透射光束的位移通过边界的相互作用具有共振增强效应;在非共振点处,对称结构中的反射光束具有与透射光束相同的古斯汉欣位移。共振增强的透射光束的位移在光开关及光耦合器中具有潜在的应用。

电介质膜对受抑全内反射结构中古斯-汉欣位移的增强

受抑全反射结构中,反射光束和透射光束的古斯汉欣(Goos-Hanchen)位移同时存在,对称双棱镜结构的受抑全反射古斯汉欣位移通常只有波长量级,在实验中很难测量。计算了在入射角大于棱镜与空气界面的临界角小于棱镜与薄膜界面临界角时,镀有电介质膜的对称双棱镜的受抑全反射过程中入射光束的反射系数和透射系数的复数表达式。利用稳态相位法计算得出透射光束和全反射光束的古斯汉欣位移。结果表明,反射光束和透射光束古斯汉欣位移量相同,与入射角大小、薄膜厚度以及空气层厚度有关。在入射角小于但接近棱镜与薄膜界面的临界角,薄膜厚度和空气层厚度一定时,古斯汉欣位移量共振增强达到波长的数百倍。

棱镜-薄膜耦合结构中光束Goos-Hnchen位移的增强

棱镜-薄膜耦合结构是单侧镀电介质膜的双棱镜结构中的一种,在光信号传输方面具有十分重要的作用。利用稳态相位法分析了这种结构中反射和透射光束的Goos-Hnchen位移,研究结果表明,反射和透射光束的Goos-Hnchen位移随薄膜厚度或入射角的增大除出现共振峰外,还存在反射光束的Goos-Hnchen位移共振峰为负值的新现象。在共振点处透射和反射光束的正向或负向位移量最大可达百余波长。这一结构中薄膜和入射角对光束Goos-Hnchen位移的调制在设计新型光位移调制和光传感器件中具有潜在的应用。

光束在单层金属界面上反射时的纵向位移

光束在弱吸收介质板上反射时,会产生纵向位移。采用稳态相位法从理论上研究了线偏振光在单层金属界面上反射时的纵向位移。结果表明。在吸收频率区,TE偏振反射光束的纵向位移很小,随入射角增大单调增加,掠射时趋于饱和,而TM偏振反射光束的纵向位移为负位移,在入射角为80°附近达到峰值约λ;在反射频率区,TE反射光束的纵向位移随入射角的变化规律与在吸收频率区相同,饱和值更小,TM反射光束的纵向位移为负位移,掠射时约几个波长。