动态界面处的广义全内反射
光学
2023-03-29 v2
摘要
时空超材料结构与系统领域的近期研究进展，提出了在存在时空调制时基本现象的物理如何被改变的新问题。在此背景下，我们给出不同动态界面处全内反射（total internal reflection, TIR）现象的广义且比较性的描述。此类界面除对应于运动物体边界的经典界面（运动界面——运动物质系统）外，还包括由电磁参数（如折射率）的行波阶跃调制形成的界面（运动界面——静止物质系统），以及运动物质介质间的固定界面（静止界面——运动物质系统）。我们首先以透射波的倏逝作为 TIR 的判据，并应用相对参考系跳变（实验室系与静止系间）的常规技术，求解该问题，得到相关临界角（入射角、反射角、相位折射角与功率折射角）的闭式公式。随后，我们引入动态界面与透射波间追及极限的概念，作为临界角的另一判据。我们利用该方法解析验证临界角公式（并由全波（FDTD）分析进一步验证），并借助 Fresnel-Fizeau 拖曳与时空频率过渡考量解释相关物理。这些结果可能在超快光学、引力类比与量子处理中有多种应用。
引用
@article{arxiv.2208.07759,
title = {Generalized Total Internal Reflection at Dynamic Interfaces},
author = {Zhiyu Li and Xikui Ma and Amir Bahrami and Zoé-Lise Deck-Léger and Christophe Caloz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.07759},
year = {2023}
}