【正文】 0 ?? 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(gè)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。 ? 根據(jù)電場、磁場矢量端點(diǎn)軌跡在波陣面上投影的曲線形式分為線偏振波、圓偏振波、橢圓偏振波、非偏振波、部分偏振波。 ? 拍頻： ? ? ? ? ? ?zktjzktj 2211 aeaetzA ???? ?? ??,? ? ? ? ? ?zktjzktj eae2tzA ??????? ??,221 ??? ??? k2 /?2kkk 21 ??22 21???? ????? 2k2 kkk 21 ?????? ? ? ? ? ?zktzkta2tzA ????? ?? c o sc o s,212 ??? ???? 圖 b是合成波，圖 c是合成波振幅變化，圖 d 是合成波光強(qiáng)度 ? 如何表示合成波的傳播速度？ ? 包含兩種傳播速度：相速度（等相面?zhèn)鞑ニ俣龋┖腿核俣龋úㄈ赫穹鶚O大值傳播的速度） ? ?zktaI ???? ?22 c o s4? ? ? ? ? ?zktzkta2tzA ????? ?? c o sc o s,? 在無色散介質(zhì)，不同頻率的單色波傳輸速度相同，合成波波型穩(wěn)定，相速度和群速度相等； ? 在色散介質(zhì)，不同頻率的單色波傳輸速度不同，合成波振幅最大值的傳播速度既不等于單色波的相速度，也不等于合成波的相速度。 ? ?22 mWE21S /~ ??? （ 24） kS ?~ 2E21?? 平面波在有增益和吸收的介質(zhì)中的傳播 ?介質(zhì)折射率的表示： – 條件：各向同性介質(zhì)，折射率不隨位置變化 – 折射率虛部表示介質(zhì)對光波有增益或吸收（如金屬） ?沿 z軸傳輸?shù)?x平面波： ? 振幅按指數(shù)函數(shù)放大 —— 增益介質(zhì)； 振幅按指數(shù)函數(shù)衰減 —— 吸收介質(zhì)； ?光強(qiáng)度的變化： ，隨傳播距離變化 ijnnn ?? r? ?? ?}{e x p zjnnktjE( z , t )E ir00x ??? ?? ? ? ?znktji00 r0eznkE ?? ?e x p0?in 0?in? ?znkI i02e x p?衰減系數(shù) ?光功率絕對值的表示： ?光路中光強(qiáng)度的增益或衰減表示： ? ?? ? ? ?dBmwmwP1lg10? ?dBPPinoutlg10??例 ： 波長為 ?m的光入射到折射率虛部 ni = 的介質(zhì)時(shí)，求光強(qiáng)度衰減到 1/10的距離為多少？ ? ? ???????? znznkI ii ??4e x p2e x p 0單位長度光強(qiáng)度衰減系數(shù) ： ? ? ? ?mdBmNpn i /??????????? ?????? ?奈培—NpPPino u tln??dBNp ?10dB衰減的傳輸距離為： m?36105 ??金屬的折射率虛部遠(yuǎn)大于 ，所以光只能通過金屬箔。 ? E和 H為復(fù)數(shù) 瞬時(shí)值 ，計(jì)算功率流密度時(shí)需要取時(shí)間平均。 ? 由（ 23b）式： ? ? EEEkkEkk ??? 22kjj ????? ?????kEkEkEkH ?????? ??????1k11kkk ??HkHkE ?????? ????1? 波矢量、電場、磁場三者關(guān)系： ? 由電場、磁場的復(fù)數(shù)形式： ? 等相位面方程： ? 沿任意方向的相速度： ? 若 ? = 0： 常數(shù)??? rkt?常數(shù)?? ?? c o skt r??c o skdtdrvp ????? 1kv p ??HkE ??? ??EkH ?? ??1（ 24a） （ 24b） ? ? ? ?rkErE ??? tjet ?,? ? ? ?rkHrH ??? tjet ?, 平面波的功率流密度 ? 單位時(shí)間內(nèi)流過與傳播方向垂直的單位面積的能量流，用坡印亭矢量 S 表示。 ? 在涉及光與帶電粒子相互作用時(shí)，其主要作用的是電場，所以習(xí)慣將電場矢量 E稱為光矢量。 reconstruction of wavefront) 平面波波動(dòng)方程的解 ? 在穩(wěn)態(tài)簡諧條件下，線性、各向同性、非色散、非磁性、不導(dǎo)電媒質(zhì)中，無源麥克斯韋時(shí)域方程為： ? 無源波動(dòng)方程 00?????????????????HEEHHEtt??（ 14 a） （ 14 b） （ 14 c） （ 14 d） 0t22 ????2EE ??0t22 ????2HH ??（ 16a） （ 16b） ? 根據(jù)平面波的定義，在直角坐標(biāo)系中，電磁場只隨坐標(biāo) z及時(shí)間 t變化，而在 x,y方向不變，即： ? 方程（ a）和（ b）寫成坐標(biāo)展開式： ?????? ????????????????????zyxxy HHHzEzE zyxyxEt?0z0y0x ????????? ,zyx EEEzyx ????????????zyxE?????? ???????????????????zyxxy EEEzHzH zyxyxHt?zyx HHHzyx ????????????zyxH? 以上兩個(gè)矢量偏微分方程可以分解成六個(gè)標(biāo)量偏微分方程： ? 電場和磁場的 z向時(shí)間變化率為零，如只考慮交變場，則有： ? 對于均勻平面波，縱向分量為零，橫向分量可由兩對相互獨(dú)立的偏微分方程描述： tHzE xy????? ?tHzE yx?????? ?tH0 z???tEzH xy?????? ?tEzH yx????? ?tE0 z???0H0E zz ?? ,tHzE yx?????? ?tHzE xy????? ?tEzH xy?????? ?tEzH yx????? ?? 用頻域形式表示有： ? 方程（ ）、（ ）是一維波動(dòng)方程，因是二階微分方程，有兩個(gè)獨(dú)立解： yx HjzE ??????xy EjzH ??????xy HjzE ?????yx EjzH ?????0EkzE x22 x2 ????0HkzH y22 y2????（ 21a） （ 21b） ??? 22k ?? ? j k zj k zx eEeEzE ??? ??? ? j k zj k zy eHeHzH ??? ??? 考慮隨時(shí)間呈簡諧變化，寫成復(fù)數(shù)形式： ? 表示朝 +z和 z方向傳播的兩個(gè)等幅正弦行波； ? 式中 與波的傳播速度有關(guān)； ? 波的等相位面（波陣面）是垂直于傳播方向的平面， ? 通常稱傳播方向?yàn)榭v向，垂直于傳播方向的平面為橫向； ? 場均勻分布在垂直于傳播方向的平面上； ? 將（ 22a）式代入頻域波動(dòng)方程 ，有： ? 式中 ? ? ? ? ? ?kztjkztjx eEeEtzE ???? ?? ??，? ? ? ? ? ?kztjkztjy eHeHtzH ???? ?? ??，（ 22a） （ 22b） pvk ???? ??yx HjzE ??????? ? ? ? ? ?kztjkztjy eE1eE1tzH ???? ?? ?? ??，??? ??均勻平面波的主要參量： 1. 時(shí)間參量：角頻率 ??，周期 T，頻率 f，它們的關(guān)系是： 2. 空間參數(shù)：縱向相位系數(shù) kz、波長 ?z、波數(shù) 1/ ?z 。 interference of wavefront) 波前的