檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的方法、裝置及光學器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學技術領域，尤其涉及一種檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的方 法、裝置及光學器件。
【背景技術】
[0002] 光在介質表面發生全反射時，根據光的電磁理論分析表明，在光疏介質中也存在 著電磁場，全反射光相對于入射點在側向有一段很小的位移，因為該位移是被Goo s和 Hanchen發現的，被稱為Goos-Hanchen位移，也稱古斯漢欣位移，簡稱G-Η位移。隨著古斯漢 欣位移的發現，對古斯漢欣位移產生機制的研究成為了熱點。
[0003] 目前普遍認可的有兩種觀點：觀點一認為古斯漢欣位移的產生是由于入射光中不 同單色平面光分量具有不同的反射相移，反射光束是由反射平面光分量疊加而成，所以在 反射光束中出現縱向位移;觀點二認為古斯漢欣位移的產生與光疏介質內的消逝場有密切 的聯系，根據消逝場能流的性質，從能量守恒的角度出發，推導了古斯漢欣位移與消逝場能 流的關系。但是基于上述觀點二，還是不能對古斯漢欣位移進行有效的調控，使古斯漢欣位 移在光學傳感器、全光開關和光束位移調制器件等領域中的應用受限。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例提供了一種檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的方法、裝置及光學器 件，旨在解決現有技術無法對古斯漢欣位移進行有效的調控，使古斯漢欣位移在光學傳感 器、全光開關和光束位移調制器件等領域中的應用受限的問題。
[0005] -方面，提供一種檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的方法，所述方法包括：
[0006] 根據光在消逝場中的受力函數和勢場函數的物理含義，獲得消逝場對全反射光的 勢場函數；
[0007] 結合所述消逝場對全反射光的勢場函數，通過薛定諤方程得到微擾后全反射光的 波函數；
[0008] 對比所述微擾后全反射光的波函數和沒有消逝場作用時的自由全反射光的波函 數，全反射光在消逝場的作用下獲得與消逝場的動量性質相同的動量。
[0009] 進一步地，所述光在消逝場中的受力函數以尹表示，:p具體為：
[0011]
是電磁場的能量密度；ω表示角速度；γ = (8πω廣1是高斯單元;對于線偏振光，電場和磁場的偏振度相等= = #表示軌道 動量；惹和?分別表不電場和磁場振幅;We和Wm分別表不電場和磁場的能量密度。
[0012] 進一步地，所述消逝場對全反射光的勢場函數以Ft?)表示，具體為：
[0013]
[0014] 其中；是光在勢場中的位置變化。
[0015] 進一步地，所述結合所述消逝場對全反射光的勢場函數，通過薛定諤方程得到微 擾后全反射光的波函數具體包括：
[0016] 步驟S11，將消逝場對全反射光的勢場函數表示為和微擾后全反射光的波函數 表示為0%在11時刻受到消逝場微擾的關系通過薛定諤方程表示如下：
[0018] 其中Ho為哈密頓量，m為光的運動質量，^為光的位置矢量，|為標準化普朗克常 數；
[0019] 步驟S12,根據光在消逝場中的受力函數瓦獲得消逝場對全反射光的勢場函數 朽^的新表達式如下：
[0021] 其中，γ =(8πω廣1為高斯單元，~、(^分別是電場和磁場的偏振度，k(t)為消逝場
.SSS·；·；· li:和分別表亦電場和磁場振幅。
[0022] 步驟S13,以消逝場對全反射光的勢場函數0?的新表達式替換薛定諤方程中對應 的函數，獲得微擾后全反射光的波函數平品4具體如下：
[0024]進一步地，所述沒有消逝場作用時的自由全反射光的波函數具體為：
[0026] 其中，所述動量獲取單元具體用于比較微擾后全反射光的波函數Φ和沒有消逝場 作用時的自由全反射光的波函數全反射光在消逝場的作用下獲得了與消逝場 的動量性質相同的動量
[0027] 另一方面，提供一種檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的裝置，所述裝置包括：
[0028] 勢場獲取單元，用于根據光在消逝場中的受力函數和勢場函數的物理含義，獲得 消逝場對全反射光的勢場函數；
[0029] 波函數獲得單元，用于結合所述消逝場對全反射光的勢場函數，通過薛定諤方程 得到微擾后全反射光的波函數；
[0030] 動量獲取單元，用于對比所述微擾后全反射光的波函數和沒有消逝場作用時的自 由全反射光的波函數，全反射光在消逝場的作用下獲得與消逝場的動量性質相同的動量。
[0031] 進一步地，所述光在消逝場中的受力函數以F表示，羅具體為：
[0033]
電磁場的能量密度；ω表示角速度；γ =(8jt ω Γ1是高斯單元;對于線偏振光，電場和磁場的偏振度相等<^ = <^ = (1; j：T表示軌道動量； E和哀分別表不電場和磁場振幅;1和《111分別表不電場和磁場的能量密度。
[0034]進一步地，所述消逝場對全反射光的勢場函數以0?表示，具體為：
[0036] 其中是光在勢場中的位置變化。
[0037] 進一步地，所述波函數獲得單元具體包括：
[0038] 關系建立模塊，用于將消逝場對全反射光的勢場函數表示為和微擾后全反射 光的波函數表示為以，在tl時刻受到消逝場微擾的關系通過薛定諤方程表示如下：
[0040] 其中Ho為哈密頓量，m為光的運動質量，為光的位置矢量，為標準化普朗克常 數；
[0041] 勢場獲取模塊，用于根據光在消逝場中的受力函數歹，獲得消逝場對全反射光的勢 場函數料^的新表達式如下：
[0043] 其中，γ = (8πω廣1為高斯單元，(^、(^分別是電場和磁場的偏振度，k(t)為消逝場
S和:淨分別表不電場和磁場振幅。
[0044] 波函數獲取模塊，用于以消逝場對全反射光的勢場函數的新表達式替換薛定 諤方程中對應的函數，獲得微擾后全反射光的波函數來^ 具體如下：
[0046]進一步地，所述沒有消逝場作用時的自由全反射光的波函數具體為：
[0048] 其中，所述動量獲取單元具體用于比較微擾后全反射光的波函數Φ和沒有消逝場 作用時的自由全反射光的波函數甲0，全反射光在消逝場的作用下獲得了與消逝場 的動量性質相同的動量
[0049] 再一方面，提供一種光學器件，所述光學器件包括上述檢測消逝場與古斯漢欣位 移關系的裝置。
[0050] 具體的，所述光學器件包括光學傳感器、全光開關和光束位移調制器件。
[0051 ]本申請實施例包括以下優點：
[0052] 把消逝場看作是對全反射光的一種微擾，然后運用薛定諤方程，得出全反射光在 消逝場作用后的波函數的表達形式。從消逝場作用后的全反射光的波函數分析可以得到： 全反射光在消逝場力的作用下，得到一個與消逝場的動量性質相同的動量，這個動量使全 反射光在介質界面上有一個橫向位移，即古斯漢欣位移，從而實現對古斯漢欣位移更好的 調控，使古斯漢欣位移在光學傳感器、全光開關和光束位移調制器件等領域中得到很好的 應用。
【附圖說明】
[0053] 圖1是本發明實施例一提供的檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的方法的流程圖；
[0054] 圖2是本發明實施例一提供的古斯漢欣位移示意圖；
[0055] 圖3是本發明實施例一提供的消逝場力F隨空間坐標x、z的分布圖；
[0056] 圖4是本發明實施例一提供的古斯漢欣位移S與全反射光得到的動量P的關系曲線 圖；
[0057] 圖5是本發明實施例一提供的全反射光得到的動量P與消逝場力F的關系曲線圖；
[0058] 圖6是本發明實施例二提供的檢測消逝場與古斯漢欣位移關系的裝置的具體結構 框圖。
【具體實施方式】
[0059]為了使本