1、古斯-漢欣效應(Goos-H(a)nchen Effect)是指當一束光波入射到兩種介質界面上時,實際的反射波相對于幾何光學中的反射波發(fā)生位移的現(xiàn)象。因為F.Goos與H.H(a)nchen最先在實驗中觀測到了這個效應,所以它是以這兩位科學家的名字而命名。古斯-漢欣效應由于其深刻的物理內涵以及它的潛在應用,自發(fā)現(xiàn)以來,受到了物理學界的廣泛關注。特別是隨著近年來一些具有特異物理性質的人工功能材料的發(fā)現(xiàn),對古斯-漢欣效應的研究也得到了長足的

2、發(fā)展。
　　 本文分別對具有各向同性和各向異性的金屬復合材料表面反射波的古斯-漢欣效應進行了研究。文章主要內容如下:
　　 一、金屬-電介質納米顆粒復合材料界面溫度可調的古斯-漢欣位移
　　 我們利用穩(wěn)態(tài)相位法研究了金屬-電介質納米顆粒復合材料界面上反射波的古斯-漢欣位移。我們選用Drude模型來描述金屬顆粒的介電函數(shù),并且考慮到金屬顆粒的等離子頻率和碰撞頻率對溫度的依賴,進而應用 Bruggeman有效媒質理論

3、(Effective Medium Theory)給出了金屬-電介質復合材料介電常數(shù)εe(T)與環(huán)境溫度的關系。最后研究了古斯-漢欣位移隨入射角與溫度的變化關系。研究結果表明:對于介電性的納米顆粒復合材料,在布儒斯特角附近的古斯-漢欣位移的溫度效應是最顯著的；而對于金屬性的納米顆粒復合材料,這種情況發(fā)生在掠射角附近。而且,對于介電性顆粒復合材料,反射波的古斯-漢欣位移可以為正位移也可以為負位移；在不同的條件下,隨著溫度的升高古斯-漢欣位

4、移可能變大也可能變小,甚至有的古斯-漢欣位移的單調性也會發(fā)生改變。因此,通過對溫度的適度調節(jié),可以實現(xiàn)古斯-漢欣正負位移之間的轉換。我們進一步利用高斯波數(shù)值模擬和COMSOL多體物理軟件模擬,發(fā)現(xiàn)理論研究結果與數(shù)值模擬結果在高斯波寬足夠大的條件下非常符合。
　　 二、單軸各向異性金屬-電介質復合材料表面的古斯-漢欣效應
　　 我們研究了半無限大單軸各向異性復合材料表面反射波的古斯-漢欣位移。結果發(fā)現(xiàn),在不同的金屬體積分數(shù)

5、情況下,各向異性復合材料表面的古斯-漢欣位移可以表現(xiàn)為正位移或是負位移。并且,當介質的吸收很強時,不論此時材料為正折射材料或是負折射材料,其表面反射波的古斯-漢欣位移均為負位移。而當介質的吸收較弱時,正折射材料表面的古斯-漢欣位移才會出現(xiàn)正位移。另一方面,負折射材料表面的古斯-漢欣位移可能為正也可能為負:假如此時復合材料的負折射性不強,那么材料表面的古斯-漢欣位移依然為正位移；僅當材料的負折射性達到一定程度時,古斯-漢欣位移才會變?yōu)樨撐?/p>