光学学报, 2007, 27 (12): 2229, 网络出版: 2007-12-15  

高斯光束在单轴挛晶界面上的反射与折射

Reflection and Refraction of Gaussian Beam from Uniaxial Bicrystal Interface
作者单位
上海大学物理系, 上海 200444
摘要
给出了高斯光束入射到挛晶结构的电磁场分布,解出了反射系数和透射系数。根据晶体的色散关系解出了入射角、反射角和折射角关于晶体参量及波矢的方程,并根据角度方程给出了在一定参量下反射角和折射角关于入射角变化的关系图,以图示的方法显示了光束在界面处的异常性质。根据角度关系和反射、透射系数分析了异常光束在界面处能够出现二性折射、负反射、全透射和全反射等光束的奇特性质;分析了出现这些奇特性质对晶体参量和入射角所要求的条件。根据时间平均的能流密度公式,用数值模拟的方法给出了二性折射、全透射和全反射在特定参量下的高斯光束在挛晶内的能流密度分布图及当发生全反射时不同宽度光束在界面处关于入射角的古斯亨兴(Goos-Hnchen)位移。
Abstract
The electro-magnetic distribution when the Gaussian beam is incident into the bicrystal structure is presented, and the refraction and transmission coefficients of extraordinary light at the bicrystal interface are derived. According to dispersion relations, The relations of the incident angle, reflection angle and refraction angle equations with bicrystal parameters and wave vector are obtained respectively. The variation of the reflection angle and refraction angle with the incident angle for certain bicrystal parameters is presented by angle quations. The unique properties of amphoteric refraction, negative refraction, total transmission and total reflection are plotted and analyzed, and the crystal parameters and incident angle for these properties are analyzed. The time-averaged energy density distribution of Gaussian beam with special parameters in bicrystal is numerically analyzed when amphoteric refraction, total transmission and total reflection occur. At last the Goos-Hnchen shift of incident angle at the interface is given with different beam widths when total reflection occurs.

徐继伟, 王燕, 魏晨星. 高斯光束在单轴挛晶界面上的反射与折射[J]. 光学学报, 2007, 27(12): 2229. 徐继伟, 王燕, 魏晨星. Reflection and Refraction of Gaussian Beam from Uniaxial Bicrystal Interface[J]. Acta Optica Sinica, 2007, 27(12): 2229.

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