光在微结构(受限小量子系统)及非常规介质中的传播近年来受到了广泛的重视。或许是受到了Goos-Haenchen效应的影响,人们对光束在分界面上的效应的研究主要集中在反射问题上了。最近我们初步研究了光束通过常规介质板时的行为,发现类似于GH位移等反射光束的效应,与几何光学(折射定律)的结果相比较,透射光束同样存在空间上的横向位移和传播方向的偏转,一个重要的结果是这里可能出现的负横向位移不需要以前研究中的诸如负介电常数、吸收或负折射率等复杂条件。这些效应为微结构的透射光束在光学器件及集成光学中的应用开辟了一个广阔的领域。本项目主要围绕光束在薄介质板上的透射效应开展应用基础研究,目标是该效应在光学器件中的应用问题,关键是要透彻分析该效应与光束参数、介质板材料的性质和参数以及入射角的关系。
本项目围绕有限光束在微结构中的传播特性开展。我们发现了在非对称双棱镜结构中光束纵向位移的共振增强。作为量子类比,我们在理论上预言了在非对称单势垒结构中,粒子的透射和反射时延会由于透射共振而极大地增强,且反射时延可正可负。该结果得到了德国布伦瑞克工业大学H. Spieker博士的实验验证。结合当今研究热点,研究了有限光束穿过左手材料和增益材料介质板的反常位移。我们首次在实验上测量了有限光束穿过薄介质板的反常纵向位移以及角偏转。此外,我们还研究了薄膜增强的受抑全内反射结构中反射和透射光束的类Goos-Haenchen位移。同时,利用改变介质板材料属性以及介质薄膜折射率等方法在理论上实现了光束位置的空间调制。本项目的研究工作属国际前沿课题。这些效应不但会改变和影响人们对有限光束在微结构中传输行为的认识,而且在新型光电子器件和近场光学中必将发挥应有的作用。