半波损失和额外光程差专题课件

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nk1EpEEs界面单色平面电磁波入射到两电介质分界面：一菲涅耳公式(一)1

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.光是电磁波,光在界面上反射和折射时应满足电2⊙⊙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.⊙⊙⊙为便于讨论,取入射面,分别用两个图描述电场s3(2)首先讨论电场的p分量:(2)首先讨论电场的p分量:4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)式可变为由边界条件,各切向分量之间关系可表示为(1)(2)根据且透5即(3)联立(1),(3),并代入得p分量振幅反射比:振幅透射比:即(3)联立(1),(3),并代入得p分量振幅反射比:6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分量解得s分量的振幅反射比:振幅透射比:对于s分量,同7二、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光二、半波损失的解释∴反射光总振动方向和入射光1、接近垂直入射82、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）2、掠入射，P光S光∴反射光总振动方向和入射光9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10三、额外光程差的解释三、额外光程差的解释11n1=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=n3=1,n2=1.5时a1,a2光线的反射系数n112n1=1.5,n2=1.0n3=1.5时a1,a2光线的反射系数n1=1.5,n2=1.0n3=1.5时a1,a2光线的反13

图5n1=1,n2=1.5n3=1.34时a1,a2光线的反射系数图5n1=1,n2=1.5n3=1.34时a1,a214图6n1=1,n2=1.5n3=1.7时a1,a2光线的反射系数图6n1=1,n2=1.5n3=1.7时a1,a2光线的15不同折射率情况的曲线图直观清晰的表明了额外光程差就是从界面1反射的光线a1和从界面2反射的光线a2,由于它们的振动方向相反，相当于额外增加了半个波长的光程差。不同折射率情况的曲线图直观清晰的表明了额外光程差就是从界面116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nk1EpEEs界面单色平面电磁波入射到两电介质分界面：一菲涅耳公式(一)17

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.光是电磁波,光在界面上反射和折射时应满足电18⊙⊙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.⊙⊙⊙为便于讨论,取入射面,分别用两个图描述电场s19(2)首先讨论电场的p分量:(2)首先讨论电场的p分量:20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)式可变为由边界条件,各切向分量之间关系可表示为(1)(2)根据且透21即(3)联立(1),(3),并代入得p分量振幅反射比:振幅透射比:即(3)联立(1),(3),并代入得p分量振幅反射比:22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分量解得s分量的振幅反射比:振幅透射比:对于s分量,同23二、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光二、半波损失的解释∴反射光总振动方向和入射光1、接近垂直入射242、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）2、掠入射，P光S光∴反射光总振动方向和入射光25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26三、额外光程差的解释三、额外光程差的解释27n1=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=n3=1,n2=1.5时a1,a2光线的反射系数n128n1=1.5,n2=1.0n3=1.5时a1,a2光线的反射系数n1=1.5,n2=1.0n3=1.5时a1,a2光线的反29

图5n1=1,n2=1.5n3=1.34时a1,a2光线的反射系数图5n1=1,n2=1.5n3=1.34时a1,a230图6n1=1,n2=1.5n3=1.7时a