古斯—汉欣（Goos—Hnchen）位移研究综述
摘要： 古斯汉欣位移是一种反常的光学现象，当一束有限横截面积的光束在不同折射率的两种介质界面发生全反射时将产生一个侧向的位移，也就是说反射点和入射点不在同一点，此位移就称为古斯汉欣（GoosHnchen，GH）位移。通过介绍近年来国内外的研究发展历程，研究了GH位移的数学推导、量子散射以及其在位移传感器、溶液浓度变化的测量等方面的实际应用。
关键词： 古斯汉欣（GH）位移； 光波导； 负折射率材料； 传感器； 量子
中图分类号： O 43文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.018
引言
古斯汉欣（GoosHnchen shift，GH位移）于1947年首先被Goos和Hnchen[1]在实验上证实，它是指当极窄的光束发生全发射的时候，反射点与入射点不在同一处，反射光在界面上相对几何光学有一个很小的侧向位移。其产生机理可以解释为：将有限横向宽度的光波看成一系列具有不同传播方向的平面光波的叠加，其中有些
入射角小于临界角的光，将分别产生透射光和反射光；而有些入射角大于临界角的光将分别产生隐失波和全反射光；实际观察到的反射光是各种平面反射光的合成。由于各反射光之间的振幅关系和相位关系发生了变化，导致反射光产生位移，即GH位移。一般GH位移量很小，只有在光束极窄时才容易观察到。本文从GH位移的理论推导、研究进展以及实际应用三个方面进行综合介绍。
1理论推导
1.1静态相位法
2GH位移的研究进展
GH位移自从被发现以来一直是研究的热点。1987年Seshadri[2]研究了内反射情况的GH位移，作者讨论了产生GH位移的能流方法的适用范围。朱绮彪等人[3]研究发现双棱镜结构中透射光和反射光在入射角大于临界角时的GH位移大约是入射波长量级。通过静态相位法研究入射角小于临界角的透射光的GH位移，发现此时GH位移是空气层厚度、入射角和棱镜折射率的函数；透射共振GH位移可达到波长量级的两倍，即入射角大于临界角时GH位移的两倍；对称结构中如果不发生共振时，折射光和透射光的GH位移是相同的，共振加强的透射光的GH位移能应用于光开关和光耦合器之类的光学器件。
GH位移在光波频率范围内一次反射通常是很小的，只有光波长数量级，所以很多人开始研究怎样可以获得较大的GH位移。对于光束在多层结构和周期性结构的侧向位移，入射光激发泄露波导的电磁场，并转移一部分能量形成反射光，由于纵向的能流，全反射光波出现了一个向前侧向位移，大小为一个...
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