论文摘要
有限光束在光密与光疏介质分界面发生全反射时,反射光束会在入射面内,相对于几何反射光束产生一段侧向的Goos-H（?）nchen（GH）位移。然而在普通的两层介质界面上,该位移很小,通常只有波长量极。本论文围绕着有限光束在平面微结构中传输的边界效应,及光与物质相互作用,产生的非几何光学现象——共振增强的GH位移及其潜在应用,开展了一系列研究工作。具体研究内容及结果如下:有限光束在半无限、各向同性的普通透明介质平面分界面,以及不同光学性质的介质平面分界面上,如:从普通各向同性透明介质,入射到各向同性的弱吸收介质或者弱增益介质、金属介质传输过程中的非几何效应的GH位移。研究了有限光束在微介质板中的共振传输。首先,讨论了给棱镜斜面镀折射率相对较小的平面微介质板结构中共振增强的GH位移。由于微波波长比较长,实验中相对容易测量控制,因而,选用了3cm的高斯型微波源,测量这种结构中的GH位移随介质板厚度变化的关系,与理论结果相吻合。接着,又讨论了当棱镜不存在时,厚度与波长可比拟的空间放置的光密平面介质板结构中的透射光束的GH位移,这时的位移可正可负,着重讨论了出现负位移时应满足的条件。最后,讨论了具有不同光学性质的介质板（各向同性的弱吸收介质板、弱增益介质板、金属介质板）中有限光束传输特性。有限光束在双棱镜结构中传输时,当入射角小于棱镜与介质板间的临界角,反射和透射光束的GH位移均被共振增大。在非对称的双棱镜结构中,两种不同本征线偏振（TE、TM偏振）有限光束,在共振点上的GH位移增强,且方向相反。而对称双棱镜结构中,反射位移与透射位移均被共振放大,而且相等。接着讨论了,给双棱镜相对的内表面镀一层折射率较小微介质板,或双棱镜内表面分别镀对称的微介质板形成的多平面界面微结构中,反射和透射位移的非几何光学传输特性。反射光束、透射光束的位置可以由入射角、介质板厚度及各介质的折射率控制,这些新奇现象将为新型光学器件提供新思路。最后,利用了3cm微波系统透射光束的GH位移,随对称棱镜间的介质板厚度而变化的理论预言进行了实验验证,与理论结果相吻合。通过对有限光束在平面介质板共振结构中,GH位移产生的机制及GH位移有效性的研究。事实证明,位移不是光束形变的结果,而是由于各平面波组分在介质板中多次反射后的波束重构。还进一步讨论了,为保证位移有意义应满足的条件及其传输的机制。当介质板的厚度远大于限制厚度,且介质板是具有增益特性的介质时,在介质中传输的光束振幅不断地被放大,如果选择合适的增益介质板厚度、入射角、以及介质板的增益系数,就可在介质板上、下表面分别得到一组等振幅、等间隔的光束,称为空间光梳。