道威棱镜阵列的几何光学负折射研究
时间:2017-05-25 18:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要负折射是光与物质相互作用表现出来的一种非线性现象，相应的负折射材料已经成为物理学，材料学等研究的热点，然而这材料制作很困难，科学家们一直在寻找替代品。这篇文章利用道威棱镜阵列实验来了解负折射的现象，尝试一个形成负折射的新思路。一个道威棱镜可以改变一束光线的某个方向的分量，我们发现用一批小的，形状对齐的能使光线分量的方向颠倒的道威棱镜组成的阵列，再利用对国际象棋棋子的一些成像实验来证明这个阵列的模拟成像性能包含了反视立体像，观察到负折射现象。9180 关键词 负折射 道威棱镜 微棱镜阵列 反视立体像 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Geometric optical negative refraction of a Dove-prism sheet Abstract Negative refraction is interaction of light and matter which shows a kind of non-linear phenomena, the corresponding negative refracting materials has become physics, material science research hot spot, however, this material is made difficult, scientists have been looking for alternatives. This article use way to understand the prism's array of negative refraction phenomenon, try a form of negative refraction new ideas. A Dove-prism can change a beam of light in a certain direction of the component, we found a group of small, aligned Dove prisms can locally invert one component of the ray direction, and then the imaging experiments of international chess pieces prove the simulated imaging properties of such a Dove-prism-sheet sandwich, including a demonstration of pseudoscopic imaging. Keywords negative refraction Dove-prism microprism sheet pseudoscopic imaging 目 次 1 引言（或绪论） 1 2 折射的理论 2 2.1 基本定义 2 2.2 折射关系式 2 2.3 斯涅尔定律 3 3 负折射率的理论分析 4 3.1 负折射的由来 4 3.2 负折射理论解释 5 3.3 负折射的猜想及公式推导 6 4.负折射的实验证明 6 5 负折射材料的制备 8 5.1 材料发展历程 8 5.2 主要材料：光子晶体 9 5.3 目前负折射材料的发展情况 9 5.4 负折射材料的应用前景 10 5.4.1 超级透镜 11 5.5 对于前景的猜想 14 6 道威棱镜 14 6.1 功能介绍 14 6.2 道威棱镜的光路图 15 7 道威棱镜阵列的负折射实验 16 7.1 道威棱镜阵列 16 7.2 实验现象 17 结 论 21 致 谢 23 参 考 文 献 24 1 引言（或绪论） 人工介质的研究在近年来受到极大注目,其中包括「光子晶体」 (Photonic Crystals) ,「声子晶体」 (Sonic Crystals),与最近很热门的「负折射介质」 (Negative-Refraction Media).这些介质都是藉著在空间中制造周期性的介质参数变化,例如介电常数(Dielectric Constant, Permittivity),导磁率 (Permeability),质量密度 (Density of Mass) 以及拉梅系数 (Lam'e Coefficients),以调制这些「古典波」(Classical Waves) 的传播行为. 光/声子晶体的最主要应用是利用波在周期环境中会出现频率带隙(Frequency Band Gaps) 的特点来阻止频率落於该带隙内的波进入介质中,亦即将来自於外波源的波反射回去,形成所谓「波绝缘体」 (Wave Insulator) 或波反射器 (Wave Reflector).若在介质中制造点缺陷 (Point Defects) 或线缺陷 (Line Defects),就可以将波局限在该缺陷中 (以及其附近) 以形成共振腔 (Resonant Cavities) 或波导 (Waveguides).然而,若要彻底了解人工介质的特性,仅仅利用带隙是不够的.我们有必要同时了解频率落在带隙以外时,波在光子/声子晶体内之传播行为.这些研究成果将能帮助我们在未来以更多元的方式操控古典波,并进而设计及制造各种有用的等效介质 (Effective Media). (责任编辑：qin) |