[发明专利]一种光场分布平台及其构建方法

说明书

本发明公开了一种光场分布平台及其构建方法，其平台包括光场转移矩阵系统、光场静态相位系统、光束位移弱测量调控系统、光场调控系统和光场水平位移调控系统；光场转移矩阵系统用于分析光场的分布情况，获得入射光束的反射系数和透射系数；光场静态相位系统用于将入射光束分解成若干单色波，并利用入射光束的反射系数和透射系数计算其光束位移；光束位移弱测量调控系统利用弱测量方法将光束位移倍数放大；光场调控系统用于增强倍数放大后的光束位移；光场水平位移调控系统用于测量不同材料的光束位移变化。利用该平台可快速获取不同结构和参数环境下的光场位移与折射率，并且其结果可取决于所设定得不同参量。

技术领域

本发明属于光场分布技术领域，具体涉及一种光场分布平台及其构建方法。

背景技术

光场在不同结构中的分布特性是各类光电器件设计的基础。近年来，各种光场调控的方式不断被提出，包括各种波导结构，不同材料界面，以及各种其他物理现象(如表面等离子共振等)，使得光场调控变得灵活可控。另一方面，基于上述两种效应的各种应用也时有出现，例如基于光场的磁场调控、温度调控、波长传感器和折射率传感器等。

但是上述应用的出现是基于一个特定的结构和外部环境，需要科研工作者在理论推导的基础上，不断进行尝试。而每一次材料、磁场强度、温度、角度和波长等参量发生变化都需要为调整后的结构进行二次分析，以验证其是否具有较为优异的结果与方案的可行性。

矩阵计算作为基于麦克斯韦方程的基础运算结构，其计算方式被大量运用于微波和射频等，并且深得科研工作者的喜爱，但是依然无可避免的陷入了繁琐的计算过程以及分析中。

发明内容

本发明的目的是为了解决光场调控的问题，提出了一种光场分布平台及其构建方法。

本发明的技术方案是：一种光场分布平台，其特征在于，包括光场转移矩阵系统、光场静态相位系统、光束位移弱测量调控系统、光场调控系统和光场水平位移调控系统；

光场转移矩阵系统用于分析光场的分布情况，获得入射光束的反射系数和透射系数；

光场静态相位系统用于将入射光束分解成若干单色波，并利用入射光束的反射系数和透射系数计算其光束位移；

光束位移弱测量调控系统利用弱测量方法将光束位移倍数放大；

光场调控系统用于增强倍数放大后的光束位移；

光场水平位移调控系统用于测量不同材料的光束位移变化。

本发明的有益效果是：本发明设计了一种在多层结构的基础上计算不同外部环境下光场调控以及折射率的平台，该平台计算范围包括了不同材料和层数的光波导结构、不同磁场与温度双外部环境。

基于以上系统，本发明还提出一种光场分布平台的构建方法，包括以下步骤：

S1：采集入射光束的波长和入射角与材料的介电常数和磁导率，得到入射光束的反射系数和折射系数，构建光场转移矩阵系统；

S2：将入射光束分解成若干单色波，并利用入射光束的反射系数和透射系数计算其光束位移，构建光场静态相位系统；

S3：利用弱测量方法将光束位移倍数放大，构建光束位移弱测量调控系统；

S4：增强倍数放大后的光束位移，构建光场调控系统；

S5：测量不同材料的光束位移变化，构建光场水平位移调控系统，完成光场分布平台的构建。

进一步地，光场转移矩阵系统的构建包括以下子步骤：

A11：采集入射光束的波长和入射角与材料的介电常数和磁导率；

A12：根据入射光束的波长和入射角与材料的介电常数和磁导率，计算任意方向磁化的磁性介质的介电张量和波动方程；