包邮基于几何光学方法的自旋光输运研究

第1章绪论1 1.1光的自旋输运现象2 1.1.1电子的自旋输运2 1.1.2光子的自旋输运3 1.2非均匀介质中的几何光学概述4 1.2.1程函方程5 1.2.2光线方程7 1.3复几何光学概述8 1.3.1基于光线的复几何光学9 1.3.2基于程函的复几何光学11 1.4光学角动量概述13 第2章自旋光在非均匀介质中的传播17 2.1光学自旋输运效应概述18 2.1.1光的自旋霍尔效应19 2.1.2贝里几何相位22 2.1.3贝里几何相位的经典测量24 2.2自旋光在非均匀介质中传播的研究方案28 2.2.1Zel′dovich的研究方案28 2.2.2K.Yu.Bliokh的研究方案32 2.2.3C.Duval的研究方案37 第3章光学度规理论40 3.1光在静态非磁性各向 介质中的光学度规41 3.1.1光在运动介质中传播的有效度规41 3.1.2光在静态非磁化非均匀介质中传播的有效度规42 3.2弯曲时空中自旋粒子的运动方程43 3.2.1零测地线方程44 3.2.2Papapetrou-Souriau方程45 3.2.3光线方程47 3.3弯曲时空中的麦克斯韦方程与自旋轨道耦合48 3.3.1弯曲时空中的麦克斯韦方程48 3.3.2非均匀介质中光子的哈密顿量51 3.3.3自旋-自旋相互作用对极化光传播的影响53 3.3.4自旋-自旋相互作用对光子相位的影响55 3.4极化光束在非均匀介质中的演化57 3.4.1包含自旋-轨道耦合修正的程函方程58 3.4.2极化高斯光束在各向 的非均匀介质中的传播60 3.4.3极化高斯光束的自旋霍尔效应65 第4章基于矩阵光学方法的自旋光输运71 4.1矩阵光学基本知识简介72 4.1.1光线方程与光线矢量72 4.1.2典型光学单元的变换矩阵75 4.1.3光学系统的变换矩阵80 4.2柯林斯衍射积分87 4.2.1变换矩阵与柯林斯衍射积分87 4.2.2利用柯林斯衍射积分研究光束传输88 4.3基于矩阵光学方法的非线性介质中的光束传播95 4.3.1强非局域非线性介质中的波动方程95 4.3.2强非局域非线性介质中的变换矩阵97 4.4基于矩阵光学方法的自旋光输运研究102 4.4.1含自旋-轨道耦合的光学变换矩阵103 4.4.2自旋光在梯度非均匀介质中的演化规律106 第5章艾里光束的自旋输运112 5.1艾里光束简介113 5.2艾里光束的传播特征117 5.2.1艾里光束的无衍射特性117 5.2.2艾里光束的自加速特性118 5.2.3艾里光束的自愈特性118 5.3艾里光束在手性介质中的传播120 5.3.1手性介质的光学变换矩阵120 5.3.2艾里光束在手性介质中的演化规律120 5.4艾里光束在非均匀介质中的相变126 5.4.1基于矩阵光学的艾里光束相变研究126 5.4.2基于矩阵光学的双曲余弦艾里光束相变研究131 5.5艾里光束在非均匀介质中的自旋输运132 5.5.1线性非均匀介质中的艾里光束自旋输运效应132 5.5.2抛物线形非均匀介质中的艾里光束自旋输运效应138 参考文献146