L14-相位關(guān)系及半波損

1、5相位關(guān)系與半波損相位關(guān)系與半波損1）初相位差（）初相位差（ 和和 ）argrargt（1）在）在z=0平面上的初相位差平面上的初相位差11111sEpEEsP)exp(111pPPiAE)exp(111sssiAE11111sEpEEsp)exp(111pppiAE)exp(111sssiAE22222sEpEEsp)exp(222pPpiAE)exp(222sssiAE因此，在因此，在z=0平面上平面上21ppp21sss，11ppp11sss，（2）初相位差與振幅反射）初相位差與振幅反射 和透射率的關(guān)系式和透射率的關(guān)系式 11pppErE)argexp(pprir11sssErE)arg

2、exp(ssrirpppEEt12)argexp(pptit 1111exp( ()ppppAiAexp()ppri1111exp( ()ssssAiA)exp(ssir)(exp(1212ppppiAA)exp(ppit,argppr ,argssr ,argpptsssEEt12)argexp(sstit因此有：因此有：argppr argssr argpptargsst)(exp(1212ssssiAA)exp(ssit,argsst2） 在在z=0平面上求透射光的平面上求透射光的P、S分量分別分量分別 與入射光的與入射光的P、S分量之間的相位突變？分量之間的相位突變？解：解： 即求：即

3、求： argpptargsst，)cos()sin(sincos2211221iiiiiitp)sin(sincos21221iiiits02190,0ii，總有：總有： 0cos1i0sin2i0)sin(12ii0)cos(21iiptst 和和 都是正的實(shí)數(shù)，其復(fù)角均為零都是正的實(shí)數(shù)，其復(fù)角均為零即：即： arg0pptarg0sst 有：有： pp12ss12， 結(jié)論：結(jié)論：透射和入射之間的透射和入射之間的P、S分量分量 均沒有相位突變均沒有相位突變 3) 在在z=0平面上求外反射的平面上求外反射的P、S與入射與入射 的的P、S分量之間的相位突變分量之間的相位突變解：解： 先求：先求：

4、 ()11p outpp外反射時：外反射時： ，且：，且： 21ii )tan()tan(2121iiiirp（1）當(dāng)當(dāng) 時，時， Bii 102190ii0)tan(21ii0)tan(21ii，是正的實(shí)數(shù)，是正的實(shí)數(shù) 0pr()0po u t，沒有相位突變，沒有相位突變（2）當(dāng)當(dāng) 時，時， Bii 102190ii0)tan(21ii0)tan(21ii，是負(fù)的實(shí)數(shù)，是負(fù)的實(shí)數(shù) 0pr()p out，有相位突變，有相位突變pprr的相位突變?nèi)鐖D所示的相位突變?nèi)鐖D所示()p out)exp(irp）（12nn （3）同理可得同理可得: ，有相位突變，有相位突變， 如圖所示。如圖所示。()s

5、out12nn 4）在）在z=0平面上求內(nèi)反射的平面上求內(nèi)反射的P、S與入射與入射 的的P、S分量之間的相位突變分量之間的相位突變 解：解： 內(nèi)反射時：內(nèi)反射時： 21nn 21ii ，此時：此時： cBii 同理可得如下圖所示的相位突變關(guān)系同理可得如下圖所示的相位突變關(guān)系（12nn ）內(nèi)反射時的相位突變）內(nèi)反射時的相位突變5）在）在z=0平面上求正入射時外反射光電平面上求正入射時外反射光電 矢量與入射光電矢量間的相位突變矢量與入射光電矢量間的相位突變已知：已知： 11111sEpEEsp1010sEpE21nn 線偏振光線偏振光正入射到外反射（正入射到外反射（ ）介質(zhì)的）介質(zhì)的分界面（分界面

6、（ z=0平面）上，求平面）上，求z=0平面平面上反射光的電矢量上反射光的電矢量 ？1E1n2n1k1p1s1s1k1pxz正入射坐標(biāo)系正入射坐標(biāo)系正反射坐標(biāo)系正反射坐標(biāo)系固定坐標(biāo)系固定坐標(biāo)系解：解： pppErE11其中：其中： 0sssErE11有：有： 11111sEpEEsppsrr，0001212EEnnnn0001212EEnnnn)(110spE10101sEpEE)(01jiEE，因此有因此有: 11EE結(jié)論：結(jié)論： 正入射時在正入射時在 z=0 平面上外反射光電矢量平面上外反射光電矢量與入射光電矢量相比剛一反射，方向就與入射光電矢量相比剛一反射，方向就相反了，相反了，發(fā)生了相

7、位突變。發(fā)生了相位突變。)(0jiE)(1101spEE6）掠入射時在）掠入射時在z=0平面上求外反射光電矢平面上求外反射光電矢 量與入射光電矢量相比的相位突變量與入射光電矢量相比的相位突變線偏振光線偏振光掠入射掠入射 到外反射到外反射 介質(zhì)的分界面（介質(zhì)的分界面（ z=0平面）上，平面）上，求求z=0平面上反射光的電矢量平面上反射光的電矢量 ？已知：已知： 11111sEpEEsp1010sEpE）（21nn 1E）（0190i1nzx1s1k1p1p1s1k2n掠入射坐標(biāo)系掠入射坐標(biāo)系掠反射坐標(biāo)系掠反射坐標(biāo)系固定坐標(biāo)系固定坐標(biāo)系解：解： pppErE11sssErE1111111sEpEE

8、sp 02020)90tan()90tan(Eii0022tantanEEicic00202)90sin()90sin(Eii0022coscosEEii)(110spE)(0jkE10101sEpEE有：有： 11EE結(jié)論：結(jié)論： 掠入射時在在掠入射時在在z0平面上外反射光平面上外反射光電矢量與入射光電矢量相比剛一反電矢量與入射光電矢量相比剛一反射，方向就相反了，產(chǎn)生了相位突變。射，方向就相反了，產(chǎn)生了相位突變。)(01jkEE)(0jkE7）半波損）半波損（1）定義：）定義：光波在介質(zhì)分界面上反射或折射時，光波在介質(zhì)分界面上反射或折射時， 光程沒有改變，振動相位突然改變光程沒有改變，振動相

9、位突然改變 ， 由此引起的附加程差由此引起的附加程差 稱為半波損。稱為半波損。2/0（2）實(shí)際光程差實(shí)際光程差 和等效光程差和等效光程差 的關(guān)系：的關(guān)系：L L2/0LL其中：其中： 為真空中的波長為真空中的波長 0（3）反射光和透射光與）反射光和透射光與 入射光相比的半波損入射光相比的半波損（a）正入射和掠入射的情況下：）正入射和掠入射的情況下： 光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)時光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)時反射光與入射光相比有半波損反射光與入射光相比有半波損 （b）在正入射情況下：）在正入射情況下： 光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時反射光與入射光相比無半波損反射光與入射光相比無半波損（c

10、）正入射和掠入射的情況下：）正入射和掠入射的情況下： 透射光都沒有半波損透射光都沒有半波損 8）兩平行平面的前兩束反射光之間）兩平行平面的前兩束反射光之間 和前兩束透射光之間的半波損和前兩束透射光之間的半波損的線偏振的平行光以的線偏振的平行光以 角從空氣入射到折射率為角從空氣入射到折射率為 的薄膜上的薄膜上03046. 12n已知：已知： 11111sEpEEsp1010sEpE1n1n2n1k1p1s1s1k1p1p1k1s2i1i求：求：前兩束反射光之間的前兩束反射光之間的 相位突變（半波損）相位突變（半波損）（不考慮兩光束之間光程差的變化）（不考慮兩光束之間光程差的變化）解：解： 001

11、220)46. 130sin(sinipppErE11sssErE11 1pE 1sE 000000148. 0)2030tan()2030tan(EE 000000226. 0)9020sin()9020sin(EE002144. 0)(1 (EErrppppppEtrt1ssssEtrt1002217. 0)(1 (EErrss有：有： 11111sEpEEsp1 11 1 1sEpEEsp即即： 1 1EE結(jié)論：結(jié)論：前兩束前兩束反射光束反射光束之間有相位突變之間有相位突變同理可證：同理可證： 此時前兩束此時前兩束透射光束透射光束之間沒有相位突變之間沒有相位突變1010226. 0148

12、. 0sEpE1010217. 0144. 0sEpE一般性結(jié)論：一般性結(jié)論：或或 時時321nnn321nnn兩反射光之間無半波損兩反射光之間無半波損兩透射光之間有半波損兩透射光之間有半波損或或 時時321nnn321nnn兩反射光之間有半波損兩反射光之間有半波損兩透射光之間無半波損兩透射光之間無半波損 2）分振幅法）分振幅法第三章干涉裝置和光場的時空相干性第三章干涉裝置和光場的時空相干性1 1 分波前干涉裝置和光場的空間相干性分波前干涉裝置和光場的空間相干性1實(shí)現(xiàn)干涉的基本方法實(shí)現(xiàn)干涉的基本方法1）分波前法）分波前法2分波前裝置的干涉特點(diǎn)分波前裝置的干涉特點(diǎn)分波前干涉裝置示意圖分波前干涉裝置示意圖)(cos22121PIIIII1）光強(qiáng)度：）光強(qiáng)度： 2 2）相位差：）相位差： 3 3）光程差：）光程差： )(2)(01SIPP)(2)(02SIIPP)()(2)()(12SIPSIIPPP)()()( )()(122_1_22rrnPSPSnSIPSIIPL2n注