古斯—汉欣位移的增强研究

论文摘要

古斯-汉欣位移在光通信、近场光学探测等领域中具有十分重要的地位。在单一界面上,全反射光束的古斯-汉欣位移不足一个波长,很难进行测量,从而阻碍了它在实际中应用。近年来,古斯-汉欣位移的增强成为该领域研究的热点之一。本文首先介绍了有关古斯-汉欣位移的发展、现状及理论研究的主要方法——稳态相位法和能流法。在此基础上,用稳态相位法分别对镀介质膜的棱镜结构、单侧镀膜的对称双棱镜结构及增益介质膜结构中反射和透射光束的古斯-汉欣位移进行了理论分析,讨论了入射角变化、薄膜厚度变化及空隙宽度变化与古斯-汉欣位移变化的规律。研究发现,三种结构中的古斯-汉欣位移均随入射角或薄膜厚度变化而共振增强,可达几十甚至几百波长。在单侧镀膜的对称双棱镜结构中,若在入射侧棱镜的斜面上镀介质膜,反射光束的古斯-汉欣位移约为透射光束位移的一半;若在透射侧棱镜的斜面上镀介质膜,反射光束的古斯-汉欣位移在共振点附近为负位移。在弱增益介质膜结构中,可获得很大的负位移共振峰且易于测量。为了验证理论结果,用微波束入射薄膜增强结构,测量了反射微波束的古斯-汉欣位移,讨论了实验误差及应采取的措施。结果表明,对线偏振电磁波,理论结果与实验结果符合得很好。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 古斯-汉欣位移的研究背景及意义
• 1.2 古斯-汉欣位移研究的发展
• 1.3 古斯-汉欣位移的增强研究的现状
• 1.4 古斯-汉欣位移的理论研究方法
• 1.4.1 稳态相位法
• 1.4.2 能流法
• 1.5 古斯-汉欣位移的数值模拟
• 1.6 本文主要内容
• 第二章 薄膜增强的古斯-汉欣位移理论与实验
• 2.1 薄膜增强的古斯-汉欣位移理论
• 2.1.1 稳相法分析
• 2.1.2 能流法分析
• 2.1.3 能流法与稳相法结果的比较
• 2.2 薄膜增强的古斯-汉欣位移实验
• 2.2.1 实验系统
• 2.2.2 实验结果
• 2.2.3 实验误差分析
• 2.3 小结
• 第三章 单侧镀膜的对称双棱镜结构中古斯-汉欣位移的增强
• 3.1 入射侧棱镜镀膜的古斯-汉欣位移增强理论
• 3.2 透射侧棱镜镀膜的古斯-汉欣位移增强理论
• 3.3 两种情况的分析比较
• 3.4 小结
• 第四章 增益介质膜增强的古斯-汉欣位移
• 4.1 镀单层复折射率薄膜结构的一般理论
• 4.2 镀金属膜结构的古斯-汉欣位移
• 4.3 弱增益介质膜增强的古斯-汉欣位移
• 4.4 小结
• 第五章 结束语
• 5.1 结论
• 5.2 下一步拟开展的工作
• 5.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢