![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Отражение и поглощение света в слоистых средах с комплексным показателем преломления
Рассмотрим кратко основные закономерности распространения оптической волны в слоистой среде с комплексным показателем преломления. Дисперсионное уравнение для распространения световых волн в комплексной среде можно записать, как:
где n=n0-jk – комплексный показатель преломления среды; n0 - показатель преломления для
При этом мощность лазерного излучения, проникающая в среду, описывается законом Буггера- Беера-Ламберта:
где Пусть оптическая волна падает на границу раздела двух сред под углом
Тогда коэффициенты отражения Rn и Rp можно записать как:
Для n02> > K2 и n02> > В случае распространения оптической волны внутри более плотной среды под некоторым углом к поверхности раздела сред происходит утечка части энергии этой волны в менее плотную среду. Расстояние h, на котором происходит уменьшение амплитуды волны в e раз, определяется из уравнения, как:
где n1 и n2 показатели преломления более плотной и менее плотной среды соответственно. Рассмотрим отражение оптических волн в слое с плоскими параллельными границами. Примером такой среды может служить резонатор Фабри- Перо толщиной в несколько длин волн. На рис. 1.6 показан основной ход оптических лучей в таком слое. Пусть оптическая волна с амплитудой равной единице падает из воздуха на границу резонатора в виде слоя толщиной d. Показатель преломления слоя обозначим, как n1. Вторая граница резонатора связана со средой с показателем преломления n2. Предположим, что n1> n2 и изменение фазы происходит только в отраженной волне. Обозначим такой коэффициент отражения, как r1. Введем следующие обозначения: r2 - коэффициент отражения от нижней границы внутри резонатора; t1 - пропускание через верхнюю границу резонатора; t2 - пропускание из резонатора через нижнюю границу во вторую среду; t11 - пропускание волн из резонатора в первую среду.
Рис. 1.6. Многократное отражение оптической волны в резонаторе Фабри-Перо с высоким показателем преломления n1 (n1 > n2> n0) Изменение фазы волны при однократном прохождении слоя определится, как:
где Считаем, что слой с показателем преломления Применяя методику, изложенную в работе [7], коэффициент отражения r и коэффициент пропускания t резонатора Фабри-Перо можно записать, как:
Пропускание резонатора максимально, когда разность хода при однократном прохождении оптической волны равно целому числу полуволн, т.е. Заметим, что четкость интерференционных полос зависит от степени контраста, т.е. от отношения Рассмотрим формирование потока оптической энергии, переносимой вне и внутри слоя с комплексным показателем преломления. Переносимая энергия, усредненная за период, в виде вектора Умова-Пойтинга
где
Потоки
|