将科学前沿融入物理教学——以介质折射率为例 被引量：2

1

作者 樊振军 高华 +1 位作者 张强 万军 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第1期218-222,共5页

采用经典电子理论和麦克斯韦电磁场理论阐述了介质折射率的概念及光学介质色散和吸收形成的物理原因;给出了一种常规材料在电磁波全域范围内的折射率分布,使学生对折射率在全域范围的分布有一个感性认识;简单介绍了负折射率材料和零折... 采用经典电子理论和麦克斯韦电磁场理论阐述了介质折射率的概念及光学介质色散和吸收形成的物理原因;给出了一种常规材料在电磁波全域范围内的折射率分布,使学生对折射率在全域范围的分布有一个感性认识;简单介绍了负折射率材料和零折射率材料两种科学前沿领域的非常规折射率材料。将科学前沿知识融入介质折射率的教学中,对折射率常规概念进行了扩展,以期促进和提高大学物理教学质量。 展开更多

关键词 介质折射率 负折射率 零折射率 色散 吸收 物理教学

在线阅读 下载PDF 职称材料

负折射率介质光纤的导模异常特性分析 被引量：24

2

作者 何金龙 沈林放 +1 位作者 何赛灵 阮智超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1327-1330,共4页

对芯层为负折射率介质,敷层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对芯层与敷层介电常数比值(ξ)和磁导率比值(η)变化对导模色散特征的影响进行分析分析表明负折射率光纤具有许多不同于常规光纤的反常特征,如存在表面波模,存在TM00模和T... 对芯层为负折射率介质,敷层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对芯层与敷层介电常数比值(ξ)和磁导率比值(η)变化对导模色散特征的影响进行分析分析表明负折射率光纤具有许多不同于常规光纤的反常特征,如存在表面波模,存在TM00模和TE00模以及存在多个单模传输模式和单模传输区间等同时对负折射率介质光纤的单模传输条件进行了分析。 展开更多

关键词 负折射率介质 左手材料 光纤 导模

在线阅读 下载PDF 职称材料

含负折射率介质非线性Bragg腔的双稳态特性 被引量：8

3

作者 蒋美萍 陈光 +3 位作者 陈宪锋 沈小明 巢小刚 是度芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期535-539,共5页

研究了含负折射率介质一维光子晶体非线性Bragg腔的透射特性、光学增强和双稳态特性·对负折射率介质无色散和有色散非线性Bragg腔及由两种正折射率介质构成的非线性Bragg腔的透射谱、光学增强、缺陷模的线宽、入射光的红移量、双... 研究了含负折射率介质一维光子晶体非线性Bragg腔的透射特性、光学增强和双稳态特性·对负折射率介质无色散和有色散非线性Bragg腔及由两种正折射率介质构成的非线性Bragg腔的透射谱、光学增强、缺陷模的线宽、入射光的红移量、双稳态开关阈值进行了比较.含负折射率介质的非线性Bragg腔可显著增大腔内光学增强效应,降低缺陷模的线宽、入射光的红移量和双稳态开关阈值· 展开更多

关键词 光子晶体 负折射率介质 非线性Bragg腔 双稳态 透射特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

含有负折射率介质层的布喇格镜的光学特性研究 被引量：19

4

作者 杨立功 顾培夫 黄弼勤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期200-203,共4页

从电磁场理论推导了光波在负折射率介质薄层中的传输矩阵 ,对由正、负折射率介质构成的全介质布喇格反射镜的反射带宽和角度特性进行了分析和讨论 ,与普通的均由正折射率介质构成的布喇格反射镜的相应特性做了对比 ,并根据薄膜理论对研... 从电磁场理论推导了光波在负折射率介质薄层中的传输矩阵 ,对由正、负折射率介质构成的全介质布喇格反射镜的反射带宽和角度特性进行了分析和讨论 ,与普通的均由正折射率介质构成的布喇格反射镜的相应特性做了对比 ,并根据薄膜理论对研究结果作了解释 展开更多

关键词 负折射率介质 传输矩阵 全介质布喇格反射镜 反射带宽

在线阅读 下载PDF 职称材料

余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性 被引量：11

5

作者 宋宏远 张廷蓉 +3 位作者 陈森会 黄永超 李艳桃 张伟林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期890-894,共5页

为了研究光束在梯度折射率介质中的传输规律,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,推导出余弦高斯光束在梯度折射率介质中传输的解析表达式,对余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,并进一步讨论了介质梯度折射率系数和调... 为了研究光束在梯度折射率介质中的传输规律,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,推导出余弦高斯光束在梯度折射率介质中传输的解析表达式,对余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,并进一步讨论了介质梯度折射率系数和调制参数对传输特性的影响。结果表明,余弦高斯光束在梯度折射率介质中传输时,轴上光强分布呈现周期性变化,横向光强分布受梯度折射率系数和调制参数影响较大。余弦高斯光束传输时具有不稳定性,通过适当调节参数,可在空间某位置实现余弦高斯光束的整形。 展开更多

关键词 余弦高斯光束 广义衍射积分法 梯度折射率介质 传输特性 近轴光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

介质层厚对含负折射率介质Bragg微腔的影响 被引量：5

6

作者 蒋美萍 陈光 +3 位作者 陈宪锋 沈小明 王旭东 是度芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期912-917,共6页

研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明:一级近似法能很好地... 研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明:一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大;递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低. 展开更多

关键词 物理光学 缺陷模 双稳态 负折射率介质 Bragg微腔

在线阅读 下载PDF 职称材料

平顶高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性 被引量：8

7

作者 宋宏远 张廷蓉 +3 位作者 陈森会 黄永超 李艳桃 张伟林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2630-2634,共5页

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,推导出平顶高斯光束在梯度折射率介质中传输时的解析表达式,对平顶高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,讨论了介质梯度折射率系数和光束阶数对传输特性的影响。研究表明,平顶高斯光束在... 利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,推导出平顶高斯光束在梯度折射率介质中传输时的解析表达式,对平顶高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性进行了分析,讨论了介质梯度折射率系数和光束阶数对传输特性的影响。研究表明,平顶高斯光束在梯度折射率介质中传输时轴上光强分布呈现周期性变化,其周期决定于介质梯度折射率系数,而与光束的阶数无关;轴上峰值处的横向光强分布受梯度折射率系数和光束阶数的影响较大,横向光强的最大值随着梯度折射率系数的增大而增大。 展开更多

关键词 平顶高斯光束 广义衍射积分法 梯度折射率介质 传输特性 近轴光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

转移矩阵法在负折射率介质材料平板波导中的应用研究 被引量：5

8

作者 肖丙刚 韩张华 何金龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1484-1487,共4页

利用严格电磁理论,推导出了适用于负折射率介质材料光波导的转移矩阵,分析讨论了转移矩阵的性质和应用.利用转移矩阵方法,推导出导波层为负折射率介质材料、覆盖层和衬底为右手材料的三层对称介质光波导的本征色散方程.用图解法研究了... 利用严格电磁理论,推导出了适用于负折射率介质材料光波导的转移矩阵,分析讨论了转移矩阵的性质和应用.利用转移矩阵方法,推导出导波层为负折射率介质材料、覆盖层和衬底为右手材料的三层对称介质光波导的本征色散方程.用图解法研究了负折射率介质波导中TE波的异常色散特性.在负折射材料介质波导中没有零阶模,最低阶为1阶模,并且有截止频率,只有波导参量满足一定条件的时候才会存在,导模的横向波数可以为实数和纯虚数,而正折射率介质波导导模的横向波数只能为实数. 展开更多

关键词 导波光学 负折射率介质 平板波导 转移矩阵法

在线阅读 下载PDF 职称材料

艾里光束通过负折射率介质的传输特性 被引量：5

9

作者 许森东 冯元新 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期201-204,共4页

为了研究艾里光束(Airy beams)通过负折射率介质中的传输特性,利用ABCD矩阵光学理论推导出了Airy光束通过负折射率介质的传输解析表达式.利用该解析表达式得到了Airy光束通过负折射率介质的传输特性.计算结果表明,Airy光束通过负折射率... 为了研究艾里光束(Airy beams)通过负折射率介质中的传输特性,利用ABCD矩阵光学理论推导出了Airy光束通过负折射率介质的传输解析表达式.利用该解析表达式得到了Airy光束通过负折射率介质的传输特性.计算结果表明,Airy光束通过负折射率介质后的自加速和光强都可以通过负折射率介质的工作频率调控.Airy光束通过负折射率介质的横向偏转系数随传输距离z的增大而加速偏转;同时当传输距离z相同而负折射率介质的工作频率不同时,偏转系数也不相同.Airy光束的强度和偏转度都可以通过负折射率介质的工作频率调控.结果显示可以利用负折射率介质的工作频率方便有效地调控Airy光束,研究结果在光学器件设计和医学科学中都有潜在的应用价值. 展开更多

关键词 艾里光束 负折射率介质 矩阵光学 传输特性 光强

在线阅读 下载PDF 职称材料

含负折射率介质的MOLEDs传输性能研究 被引量：1

10

作者 闫玲玲 蔡红新 +1 位作者 赵晓霞 李宏建 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期117-120,共4页

将由正负折射率介质组成的新型分布布拉格反射镜(DBR)引入到微腔有机电致发光器件(MOLEDs)中,利用传输矩阵法对DBR反射率大小、反射率角度特性和新型微腔器件的透射率、谐振波长及电致发光光谱(EL谱)角度特性进行了分析和讨论.结果表明... 将由正负折射率介质组成的新型分布布拉格反射镜(DBR)引入到微腔有机电致发光器件(MOLEDs)中,利用传输矩阵法对DBR反射率大小、反射率角度特性和新型微腔器件的透射率、谐振波长及电致发光光谱(EL谱)角度特性进行了分析和讨论.结果表明,新型DBR具有宽的反射带宽,且TE波和TM波的反射带宽分离很小.与普通的均由正折射率介质构成的MOLEDs相比,新型MOLEDs的反射率角度特性和透射率、EL谱角度特性均优于普通微腔器件,易于实现全角度反射. 展开更多

关键词 MOLEDs 传输矩阵法 负折射率介质 EL谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

GSM光束在负折射率介质中的传输特性研究 被引量：2

11

作者 许森东 徐弼军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期595-598,共4页

为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通... 为了研究高斯-谢尔模型光束在负折射率介质中的传输特性,利用矩阵光学理论、衍射积分理论、相干偏振统一理论推导了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质中传输交叉谱密度方程的解析表达式,并利用该解析表达式得到了高斯-谢尔模型光束通过负折射率介质的谱密度和谱相干度。结果表明,高斯-谢尔模型光束的谱密度和谱相干度都可以通过负折射率介质的工作频率调控。此研究结果提供了一种新的调控光传输的方法和技术。 展开更多

关键词 激光物理 高斯-谢尔模型光束 负折射率介质 谱密度 谱相干度

在线阅读 下载PDF 职称材料

洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中的传输 被引量：7

12

作者 周国泉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期42-46,共5页

导出了洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中传输的光场分布,给出了二阶矩定义下的光束半宽度及其变化率的解析表达式,重点分析了梯度折射率系数对洛伦兹-高斯光束传输性能的影响。结果表明,梯度折射率介质中的归一化光强分布和光束半宽... 导出了洛伦兹-高斯光束在梯度折射率介质中传输的光场分布,给出了二阶矩定义下的光束半宽度及其变化率的解析表达式,重点分析了梯度折射率系数对洛伦兹-高斯光束传输性能的影响。结果表明,梯度折射率介质中的归一化光强分布和光束半宽度等呈周期性变化,周期为梯度折射率系数的"倍,轴上最大光强出现在半周期处。梯度折射率系数除影响周期性外,对归一化光强分布和光束半宽度无明显影响,但影响光束半宽度变化率。 展开更多

关键词 洛伦兹-高斯光束 梯度折射率介质 光束传输 光束宽度

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度折射率介质中离轴椭圆厄米高斯光束的传输 被引量：1

13

作者 黄永超 邵毅全 张廷蓉 《激光杂志》 CAS 北大核心 2015年第2期69-71,共3页

利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,对离轴椭圆厄米高斯光束在梯度折射率介质中传输做了研究,得到了一般的解析传输公式,并利用此解析式进行数值计算和分析,讨论了梯度折射率介质对离轴椭圆厄米高斯光束传输特性的影响。结果表明:介质梯... 利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,对离轴椭圆厄米高斯光束在梯度折射率介质中传输做了研究,得到了一般的解析传输公式,并利用此解析式进行数值计算和分析,讨论了梯度折射率介质对离轴椭圆厄米高斯光束传输特性的影响。结果表明:介质梯度折射率对离轴椭圆厄米高斯光束传输性质有影响。 展开更多

关键词 物理光学 离轴椭圆厄米高斯光束 梯度折射率介质 广义衍射积分法 光束传输

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度折射率介质对复变量sinh-Gaussian光束传输的影响 被引量：1

14

作者 黄永超 张廷蓉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期731-734,共4页

为了研究梯度折射率介质对复变量双曲正弦高斯光束的传输影响,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导出了复变量双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并进行了数值模拟分... 为了研究梯度折射率介质对复变量双曲正弦高斯光束的传输影响,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导出了复变量双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并进行了数值模拟分析。结果表明,光斑尺寸及其变化率随传输距离的增加呈周期性变化,周期由折射率系数决定;随光束参量的改变,光斑位置不变,周期性不变,但是光斑尺寸的振荡幅度要发生改变;通过调整这些参量,可以改变光斑尺寸及其位置。此项研究对大功率半导体激光器等方面的开发应用有帮助。 展开更多

关键词 几何光学 光斑尺寸 广义衍射积分法 复变量双曲正弦高斯光束 梯度折射率介质

在线阅读 下载PDF 职称材料

艾里涡旋光束通过负折射率介质的传输特性 被引量：2

15

作者 许森东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期850-854,共5页

为了研究Airy涡旋光束通过负折射率介质(NIM)的传输动力学特性,利用Collins公式推导出了Airy涡旋光束通过NIM的传输动力学方程,并用该方程研究了Airy涡旋光束在NIM中的光强、涡旋、相位等传输特性。结果表明,通过调节NIM的参数可实现对A... 为了研究Airy涡旋光束通过负折射率介质(NIM)的传输动力学特性,利用Collins公式推导出了Airy涡旋光束通过NIM的传输动力学方程,并用该方程研究了Airy涡旋光束在NIM中的光强、涡旋、相位等传输特性。结果表明,通过调节NIM的参数可实现对Airy涡旋光束主峰位置、涡旋位置、主峰与涡旋的重叠位置和光强的控制。光束在NIM中的特性研究在光学显微操控和光学分选等领域具有潜在价值。 展开更多

关键词 物理光学 艾里涡旋光束 负折射率介质 COLLINS公式 光强 传输特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

复折射率介质中的光导现象

16

作者 吴建周 张毓泉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期491-496,共6页

讨论了激光在等效折射率横向分布为二次及高次型复折射率介质中的传输问题。数值计算结果表明，在二次及高次型介质中，无论是否考虑饱和效应，均存在特征距离，当激光传输距离大于特征距离后，将出现光导现象，其传输参数（光斑半径与... 讨论了激光在等效折射率横向分布为二次及高次型复折射率介质中的传输问题。数值计算结果表明，在二次及高次型介质中，无论是否考虑饱和效应，均存在特征距离，当激光传输距离大于特征距离后，将出现光导现象，其传输参数（光斑半径与曲率半径）只与介质有关。折射率的空间分布与增益的空间分布对光导的形成均有贡献。 展开更多

关键词 光导 复折射率介质 传输参数 激光传输

在线阅读 下载PDF 职称材料

梯度折射率介质对复变量双曲余弦高斯光束传输的影响

17

作者 黄永超 邵毅全 张廷蓉 《激光杂志》 北大核心 2015年第4期10-13,共4页

为了研究梯度折射率介质对复变量双曲余弦高斯光束传输的影响,推导出光束在介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并利用此表达式分别对光斑尺寸及其变化率作了数字模拟分析。研究表明:介质的折射率梯... 为了研究梯度折射率介质对复变量双曲余弦高斯光束传输的影响,推导出光束在介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并利用此表达式分别对光斑尺寸及其变化率作了数字模拟分析。研究表明:介质的折射率梯度变化不改变光束的形状,但是对光强的峰值和光斑尺寸有影响,并且发现随传输距离的增加光斑尺寸及其变化率出现周期性的振荡,而振荡幅度由光束参数决定。 展开更多

关键词 物理光学 复变量双曲余弦高斯光束 梯度折射率介质 广义衍射积分法 光斑尺寸

在线阅读 下载PDF 职称材料

负折射率介质光纤的TM_(00)导模特性分析 被引量：1

18

作者 王晓芬 李承芳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期12-13,共2页

对芯层为负折射率介质,包层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对TM模中出现的TM00模进行了详细的分析。此模可能存在具有相同的纵向相移常数β和不同的横向相移常数T的两支特殊的简并模式。此外,对出现这种特殊简并模式的条件进行了... 对芯层为负折射率介质,包层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对TM模中出现的TM00模进行了详细的分析。此模可能存在具有相同的纵向相移常数β和不同的横向相移常数T的两支特殊的简并模式。此外,对出现这种特殊简并模式的条件进行了讨论,并分析了此特殊模式的色散特性。 展开更多

关键词 负折射率介质 光纤 色散特性 简并模

在线阅读 下载PDF 职称材料

负折射率介质测试装置设计与测试

19

作者 黄勇军 文光俊 +1 位作者 李天倩 谢康 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期221-224,共4页

为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性,基于斯涅耳折射原理,设计并加工了一种用于测试X波段（8.2-12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率... 为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性,基于斯涅耳折射原理,设计并加工了一种用于测试X波段（8.2-12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在X波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性,对负折射率介质样品测试结果的分析证明了合成介质确实具有负折射效应。通过电磁仿真方法,测试了平行板负折射率介质的波束位移特性,进一步证明了该种合成介质的负折射特性。 展开更多

关键词 负折射率介质 亚铁磁材料 金属线阵列 折射特性测试装置 波束位移实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

负-零-正折射率超常介质平板结构中的透射横向位移特性分析

20

作者 王兴林 郑发农 王辉升 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期257-262,共6页

针对光波在负-零-正折射率超常介质平板结构中的传播,利用Artmann的稳态相位法研究了光学Dirac点附近的透射横向位移特性。讨论了横向位移随入射角度、频率和平板厚度的变化关系,发现该结构中的横向位移可以达到波长的几十甚至几百倍之... 针对光波在负-零-正折射率超常介质平板结构中的传播,利用Artmann的稳态相位法研究了光学Dirac点附近的透射横向位移特性。讨论了横向位移随入射角度、频率和平板厚度的变化关系,发现该结构中的横向位移可以达到波长的几十甚至几百倍之多并且在Dirac点附近能够实现正负变化。进一步研究了全反射情形下的横向位移特性和光子隧穿现象、证实了横向位移的Hartman效应。另外,由于材料的特殊线性色散,发现横向位移在靠近临界角时,随着角度增大而减小;而在远离临界角时随着角度增大而增大。研究结果将在集成光学和光学器件方面产生应用可能,也将进一步促进石墨烯量子结构中电子传播的类光学现象研究。 展开更多

关键词 光电子学 横向位移 负-零-正折射率超常介质 石墨烯

在线阅读 下载PDF 职称材料