半波损失和额外光程差专题.ppt

* * 单色平面电磁波入射到两电介质分界面： 传播方向、振幅、相位、能量、偏振性 一 菲涅耳公式 (一) 菲涅尔公式 (讨论反、折射光与入射光的振幅关系) ?入射面：k1和界面法线n所构成的平面 ?任意偏振状态的光矢量E可分解为s分量Es（电矢量垂直于入射面）和p分量Ep (电矢量在入射面内) 入射面 n k1 Ep E Es 界面 光是电磁波, 光在界面上反射和折射时应满足电磁场的边界条件. 即 将入射光、反射光和折射光分解为s和p分量. ⊙ ⊙ 为便于讨论 , 取入射面, 分别用两个图描述电场 s 分量和 p 分量在反射和折射时振动振幅及方向变化. (2)首先讨论电场的p分量: 再根据 先确定入射面内Ep1方向, 随后 由“随线坐标”定 确定 图中六个分量都是O点处的值,为明显起见,画在远离O点的位置. ⊙ (2)首先讨论电场的p分量: 由边界条件, 各切向分量之间关系可表示为 (1) (2) 根据 且透明介质有 因此上面(2)式可变为 即 (3) 联立(1),(3) ,并代入 得 p 分量 振幅反射比: 振幅透射比: 解得 s 分量的振幅反射比: 振幅透射比: 对于 s 分量, 同理有 . ⊙ . ⊙ ⊙ (b) 讨论S分量 二、半波损失的解释 ∴反射光总振动方向和入射光 总振动相反（相当于位相突变 π） 1、 接近垂直入射， P光 S光 2、 掠入射， P光 S光 ∴反射光总振动方向和入射光 总振动相反（相当于位相突变 π） 半波损失：入射光在光疏介质中前进，遇到光密介质的界面时，在掠射或者正入射两种情况下，反射光的振动方向对于入射光的振动方向都几乎相反，都将在反射过程中产生半波损失。这种在同一点仅仅由于反射而出现相位突变的现象称为半波损失。 由光密介质射向光疏介质时，不产生半波损失 相对与入射光线，折射光线永远不产生半波损失 三、额外光程差的解释 n1=n3=1,n2=1.5时a1,a2光线的反射系数 n1=n3=1,n2=1.5时a1,a2光线的反射系数 n1=1.5,n2=1.0 n3=1.5时a1,a2光线的反射系数