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xunjigd

2019-08-20 12:12

Macleod中的偏振

我們用偏振來(lái)描述光波電場(chǎng)的方向。雖然是很復(fù)雜，但它的影響是完全明確和可計(jì)算的。圖1顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的長(zhǎng)波通濾波器在斜入射時(shí)的計(jì)算性能，其曲線標(biāo)記為p-偏振、s-偏振和平均極化。這些名稱(chēng)是什么意思？

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圖1. 在45°條件下計(jì)算的600nm長(zhǎng)波通濾光片，顯示了P偏振、S偏振和平均偏振的透射率。

讓我們將討論局限于完全各向同性的材料。所涉及的過(guò)程是線性的，允許我們將任何問(wèn)題分解為一系列可以單獨(dú)遵循的簡(jiǎn)單分量。對(duì)于Essential Macleod中的所有計(jì)算，基本分量是線偏振平面波（或單色光）。

當(dāng)我們討論偏振時(shí)，我們經(jīng)常提到線偏振或平面偏振、圓偏振和橢圓偏振。在計(jì)算中，所有這些偏振被表示為兩個(gè)正交線偏振的組合，其可以單獨(dú)計(jì)算并且在透射或反射中的取向不變。它們有時(shí)被稱(chēng)為偏振的本征模式，這在斜入射時(shí)尤為重要。光學(xué)薄膜的作用是改變每種組分的振幅和相位。膜層的性能量化了這些變化。

如果沒(méi)有參考系，那么這些性能參數(shù)是沒(méi)有意義的，我們需要定義基準(zhǔn)軸，電場(chǎng)的正方向，以及我們比較相位的點(diǎn)。Z軸垂直于膜層表面，其正方向與入射方向一致。X軸沿著膜層表面，與Z軸一起定義入射面。原點(diǎn)是Z軸與前表面面或入射面的交點(diǎn)。我們通常將入射面可視化為顯示系統(tǒng)的平面，Y軸垂直于顯示器，并向外指向觀察者。

在垂直入射時(shí)，對(duì)線性偏振方向影響，因此我們將入射波中的電場(chǎng)的正方向設(shè)置為沿著正y軸。相同的慣例適用于反射波和透射波。對(duì)于相位參考點(diǎn)，我們選擇入射波和反射波的坐標(biāo)原點(diǎn)，但是z軸從發(fā)射波的后表面或出射表面出現(xiàn)的點(diǎn)，我們選擇時(shí)間變量，使入射波的相位在參考點(diǎn)處為零。然后，反射和透射波的相位也就是反射和透射的相位變化。圖2顯示了這種約定。