古斯-汉欣 (Goos-Hanchen,简称GH)位移指的是反射光的实际反射点和入射点(也即几何光学反射点)有一段距离的偏移的现象.这是由于入射光中不同的单色平面波分量具有不同的反射相移所造成的.研究Goos-Hanchen位移有多种方法,本文采用Artmann发展的静态位相(stationary phase)方法和高斯光束下的数值计算方法,主要研究了导波共振和表面等离子波共振时GH位移增强效应. 在普通的两层介质的界面上,GH位移大小为波长量级.因此对光波单次反射所产生的GH位移在实验上难以直接观察.因此,长期以来,一方面,人们在实验上较多地采用微波波段进行实验,另一方面,很多人在理论上研究不同条件下的GH位移增强效应以获得较大的GH位移,到目前为止已经发现了许多种GH位移增强效应.其中,由表面等离子波共振引起的GH位移增强效应早在上世纪八十年代就开始被人注意到.但直到2004年,Yin Xiaobo等人在实验上才首次证实了表面等离子波共振引起的GH位移增强效应的存在.同时他们在实验上还发现了一个在理论上以前从未有过的新现象:如果金属层的厚度超过零反射率下的最佳金属层厚度,GH位移为负,反之为正,并且还发现金属层的厚度越接近零反射率下的最佳厚度,GH位移就越大,反之就越小.本文则在理论上把这个结果进行了推广,得出了一个重要的结论:GH位移的符号取决于共振模的内在损耗与辐射损耗.当内在损耗大于辐射损耗时,GH位移取负值,反之为正,并且内在损耗与辐射损耗之差越小,GH位移的绝对值就越大.Yin Xiaobo等人实验发现的现象只是这个结论的一个特例.而且这个结论不仅适用于表面等离子波共振,还适用于导波共振.在泄漏波导上的GH位移增强效应虽然在1998年被Frank Schreier等人在理论上报道过,但是,他们并不考虑材料的吸收,所得到的GH位移为正.在我们考虑了泄漏波导中材料的吸收以后,发现GH位移不仅可以为正,也还可以为负. 在前面这个结论的基础上,我们还发现在双面金属波导结构上可以实现符号同时相反的TE、TM的GH位移增强效应.这个GH位移由在自由空间耦合技术下激发的导波而产生.在合适的参数下,TE与TM的导模共振角可以基本重合,对TM波,内在损耗小于辐射损耗,而对TE波,则恰好相反,内在损耗大于辐射损耗.因此,TM波的GH位移为正,TE波的GH位移为负. 我们另外还提出了一种新型Fabry-Perot(简称F-P)振荡场传感器.不同于传统的迅衰场传感器,在这种传感结构中,待测样品位于振荡场中.而且这种传感器也可以获得很窄的反射吸收峰,因此其灵敏度大大提高,显著高于传统的迅衰场传感器,例如全内反射结构传感器,SPR结构传感器和泄漏模结构传感器.除了灵敏度高,这种传感结构还具有制作工艺简单,与偏振无关等优点,在光化学传感领域有着广泛的应用前景.