【文章內(nèi)容簡介】 EEδEEα??c o st a n（ 26） ? ?= ??/2 + 2m ? (m=0, ?1, ?2,)， 則 ? = 0 ? ? = ?/2 ， 且 E0x = E0y = E0 則由 （ 25a），（ 25b）式 Ex， Ey 兩偏振分量成為： ? ? = ?/2 ， 且 E0x = E0y = E0 —— 左旋園偏光 ? 園偏光與兩個有相位差為 ??/2的線偏光之間可以轉(zhuǎn)換 12020??????????????????yyxxEEEE （正橢圓偏振） 2022 EEE yx ??（園偏光） ? ?kztEe( z , t )E xx ?? ?c o s0? ?kzts i nEe( z , t )E yy ??? ?0—— 右旋園偏光 ? ? ? ?? ?kztekzteEE yx ???? ?? s i nc o s0（ 27） ? ?kztEe( z , t )E xx ?? ?c o s0? ?kzts i nEe( z , t )E yy ??? ?0—— 右旋園偏光 偏振態(tài)隨相位差變化 2. 光的雙折射 ? 物質(zhì)特性方程： （ ? 是標(biāo)量） ? 晶體材料的介電常數(shù)是二階張量，設(shè)在 x 和 y 兩方向不同，平面光沿 z軸方向傳播； ? 雙折射 —— 折射率 n 隨電場方向變化 ? x 和 y 兩個分量之間的相位差 ED ??????????????????????????????????zyxyyxzyxEEEDDD???000000? ?znkωtc o sE( z , t ) yyyy 00 ?? eE? ?znktcosE( z , t ) xxxx 00 ?? ?eEyx nn ???0???n? 波片：表面與材料的介電常數(shù) xy 平面平行， x 和 y 兩個方向的折射率不同，控制波片厚度，使垂直通過波片的 x 和 y 分量之間產(chǎn)生一定的相位差。 ? 189。波片：通過波片后 x 和 y 分量之間的相位差為 ?/2。線偏振光通過后成園偏振光；園偏振光通過后成線偏振光。 平面波的反射和折射 平面波遇到不同介質(zhì)的界面如何傳播？ ? 斯涅耳定律 —— 給出波的方向關(guān)系 ? 菲涅爾定律 —— 給出波的振幅關(guān)系 界面邊界條件 1) 電場強(qiáng)度矢量 E在界面上的切向分量連續(xù)； 2) 若界面上沒有表面電流，即電流面密度矢量 J = 0，則磁場強(qiáng)度矢量 H 在界面上的切向分量連續(xù)； 3) 磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量 B在界面上的法向分量連續(xù)； 4) 若界面上沒有表面電荷，即電荷面密度矢量 ? = 0，則電位移矢量 D 在界面上的法向分量連續(xù)。 ? 由邊界條件可得： a) 界面兩側(cè)電磁場能量守恒。 b) 垂直于入射面的振動（ S分量）和平行于入射面的振動（ P分量）經(jīng)過界面時，振動狀態(tài)保持不變。即當(dāng)入射波為 S分量，則反射波、折射波也是 S分量；當(dāng)入射波為P分量，則反射波、折射波也是 P分量。 c) 任意偏振態(tài)的平面波可以分解成 S分量和 P分量。 斯涅耳定律 —— 波的方向關(guān)系 ? 平面波從真空入射到介電常數(shù)為 ?的介質(zhì)，從等位面 A點和 B點到達(dá)等位面 O點和 B’點所需時間相同，因此有： A B’ B O ?1 ?1 ?2 ?2 真空 介電常數(shù) ? 界面 pvBBcAO???39。1s in ??? ? BOAO239。 s in ??? ? BOBB1200p21nnvc ?????????s i ns i n2211 s ins in ?? nn ?（ 28） pvcBBAO ???39。反射波、折射波與入射波共面 ? 沿任意方向傳播的平面波 可表示成： ? 在界面上（ x=0 ）， 場滿足邊界條件（ 1）： ? 上式必須在整個界面上成立，即在 x=0面內(nèi)應(yīng)對任意 x,y都成立，而 x,y 又是獨立變量，所以必須有： rk iEE ??? jimi erkEE ??? rjrmr erkEE ??? tjtmt e? ? 0xjtm0xjrmjim tr eee ???????? ???? rkrkrk EnEEn i0xt0xr0x ??? ????? rkrkrk i ? 將入射波矢所在平面定為 xz平面，則 ? 由此可見，入射波矢、反射波矢、透射波矢在一個平面內(nèi)，稱為入射面。且在界面上 （ x=0 ）， 有： ? 在 xz平面內(nèi)： 0kiy ?zkykzkykzkyk tztyrzryiziy ?????0k ry ? 0kty ?tzrziz kkk ??iiiz kk ?s in?tttz kk ?s in? ittikk???s ins in121122itnnkk ????????2112ti nnn ????s ins in 菲涅耳定律 —— 波的復(fù)振幅關(guān)系 ? 電磁波斜入射到介質(zhì)界面，不同偏振態(tài)波的邊界條件不同，因而反射和透射的振幅關(guān)系也不相同。 ? 任意偏振態(tài)的平面波可以分解成互相垂直的線偏振波： – S波（ TE波 —— 橫向電場）：電場垂直與入射面； – P波（ TM波 —— 橫向磁場）：電場平行與入射面； ??1 ??2 ??3 ??1 ??3 ??2 入射光 反射光 折射光 折射率 n1 折射率 n2 ?y ?x n2 n1 z ? S波電場只有 y 分量，磁場可以分解成 z 分量和 x 分量； ? P波電場可以分解成 z 分量和 x 分量，而磁場只有 y 分量； S波三個波矢量分別為： zx kzkxkzkx 111111 s i nc o s???? ?????? ??1kzx kzkxkzkx 3333333 s i nc o s???? ???? ??kzx kzkxkzkx 2222222 s i nc o s???? ?????? ??k?3 x z E1 E2 y H1 k1 E3 H3 k3 k2 H2 ?1 ?1 介質(zhì) 1 介質(zhì) 2 S波（ TE ） ?3 ?2 ?2 ? 入射 S波電場只有 y分量，據(jù)邊界條件，反射波與透射波電場也只有 y分量； 入射波 透射波 反射波 ? 改寫成復(fù)振幅形式： ? 入射 S波磁場矢量可以根據(jù)平面波電場與磁場的數(shù)量關(guān)系從電場矢量求得： ? ?? ?rkE ???? ? 111 e x p tjEy ym ?? ?? ?rkE ???? ? 222 e x p tjEy ym ?? ?? ?rkE ???? ? 333 e x p tjEy ym ?? ?? ?1110ym11y zxnjkEE ?? s i nc o se x p ????? ?? ?2220ym22y zxnjkEE ?? s i nc o se x p ????? ?? ?3310ym33y zxnjkEE ?? s i nc o se x p ???EkH ????1? S波磁分量的幅值為： ? 介質(zhì) 1的電磁場為入射與反射波之和，介質(zhì) 2的電磁場只有透射波，根據(jù)能量守恒有： ? 利用界面（ x = 0）兩側(cè)的電場和磁場切向分量連續(xù)條件，取復(fù)振幅切向分量： ymzm EH 1111c os????ymzm EH 3133c os????ymzm EH 2222c o s???? ? 0x2y0x3y1y EEE ?? ??? ? 0x3y0x3y1y HHH ?? ??? 根據(jù)斯涅耳定律和菲涅耳定律，有： ? 所以： ? 反射系數(shù)和透射系數(shù)： ? ? ? ?310ym3110ym1 znjkEznjkE ?? s i ne x ps i ne x p ???? ?220ym2 znjkE