本文選題：相位梯度界面　切入點：廣義反射定律　出處：《物理學報》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：在兩種介質分界面上引入相位梯度形成相位梯度界面,這將使該界面的出射光和入射光之間產生相移.因此,與普通分界面不同,該界面對光的傳播行為有著重大影響.為深入認識梯度相位界面的光學特性,本文研究了光在該類界面上的一般性傳播規(guī)律.從費馬原理出發(fā),采用穩(wěn)態(tài)相位法推導了基于相位梯度界面條件下的二維和三維廣義反射和折射定律,該定律表明分界面也會成為影響光傳播行為的重要因素,可以作為新的波前調制工具.利用廣義反射和折射定律討論了相位梯度對光傳播行為的影響規(guī)律,得出了二維和三維情形下的臨界條件(全反射和全透射條件),闡明了反射角不等于入射角、異常反射和折射、非平面反射和折射等一些新穎光學現象出現的原因;提出了以相位梯度界面為光學變換核心單元,依據廣義反射和折射定律進行光學設計的思路,并以平面透鏡和平面軸錐鏡為例進行了詳細說明與實驗驗證,實驗結果和理論值符合較好,可為拓展廣義定律在平面光學設計、自由曲面光學設計以及復雜光束控制中的應用提供參考.
[Abstract]:A phase gradient interface is formed by introducing a phase gradient into the interface of two media boundaries, which results in a phase shift between the emitting light and the incident light of the interface. Therefore, it is different from the ordinary interface. This interface has a great influence on the propagation behavior of light. In order to deeply understand the optical properties of gradient phase interface, the general propagation law of light on this interface is studied in this paper. The two-dimensional and three-dimensional generalized reflection and refraction laws based on phase gradient interface conditions are derived by using the steady-state phase method. The law indicates that the fractional interface will also be an important factor affecting the propagation behavior of light. It can be used as a new wave front modulation tool. By using the generalized reflection and refraction laws, the influence of phase gradient on the propagation behavior of light is discussed. The critical conditions (total reflection and total transmission) in two and three dimensional cases are obtained. The reasons for the emergence of some novel optical phenomena, such as the reflection angle is not equal to the incident angle, the abnormal reflection and refraction, the non-plane reflection and the refraction, are clarified. A method of optical design based on generalized reflection and refraction law is put forward in which the phase gradient interface is taken as the core element of optical transformation. The examples of plane lens and plane axial cone mirror are illustrated in detail and verified by experiments. The experimental results are in good agreement with the theoretical values, which can provide a reference for the application of the generalized law in plane optics design, free-form surface optical design and complex beam control.
【作者單位】： 四川大學物理科學與技術學院;樂山師范學院物理與電子工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:11305111,61307039) 四川省自然科學基金(批準號:15ZA0280) 樂山市科技研究基金(批準號:15GZD108,Z1320)資助的課題~~
【分類號】：O435.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫長軍;;基于一階線性廣義反射函數的非線性微分方程及其周期解[J];華中師范大學學報(自然科學版);2010年02期

2 姚振興,鄭天愉;聲波測井中的廣義反射、透射系數方法[J];地球物理學報;1985年05期

3 姚振興,鄭天愉;計算綜合地震圖的廣義反射、透射系數矩陣和離散波數方法(二)——對不同深度點源的算法[J];地球物理學報;1984年04期

4 孫長軍;;基于廣義反射函數與自治系統等價的非自治系統[J];數學的實踐與認識;2010年19期

5 孫長軍;周正新;;具有相同廣義反射函數的微分系統的等價性[J];數學的實踐與認識;2010年13期

6 潘穎昕;高巧萍;劉文俊;;多項式微分方程的廣義反射函數及其周期解[J];淮海工學院學報(自然科學版);2014年02期

7 袁臘梅;凡友華;孫書榮;;廣義反射-透射系數算法的無量綱化[J];地震學報;2009年04期

8 潘佳鐵;吳慶舉;李永華;張瑞青;張風雪;;基于快速廣義反射透射系數方法的面波群速度計算[J];地球物理學進展;2009年06期

9 孫長軍;周正新;;線性微分系統的廣義反射函數[J];大學數學;2010年06期

10 鐵安,李幼銘;過渡層中地震P-SV波廣義反射系數的兩種近似算式[J];地球物理學報;1984年01期

相關會議論文 前1條

1 鐵安;李幼銘;;過渡層中地震P-SV波廣義反射系數的兩種近似算式[A];中國科學院地球物理研究所論文摘要集（1984）[C];1989年

相關碩士學位論文 前1條

1 張秀菊;廣義反射函數的結構研究[D];揚州大學;2013年

，

本文編號：1556310