Navigační systém
Úhel dopadu vln
Odraz a lom rovinných vln na hranici dvou prostředí s různými vlastnostmi jsou dobře známy podle Snellova zákona a Fresnelových vzorců. Rovinná vlna dopadající na dielektrickou nespojitost se rozdělí na dvě vlny; prošlá vlna postupuje do druhého prostředí a odražená vlna se šíří zpět do dopadajícího prostředí, z čehož vyplývá následující vztah.
n1 sin θi = n1 sin θr = n2 sin θt (2-30)
kde θi, θr a θt jsou úhly dopadu , odrazu a přenosu a n1 & n2 jsou indexy lomu dopadajícího a přenášeného prostředí. Protože (θr = θi), pak úhel θt přenesený do druhého prostředí je definován jako :
Ačkoli to platí pro všechny formy šíření elektromagnetických vln, dynamické vlastnosti odražených a přenesených vln, jako jsou intenzita, změny fáze, polarizační efekty, zcela závisí na konkrétní povaze šíření vln a podmínkách rozhraní. Na hranici nepokrytého substrátu s rovinnou vlnou dopadající pod šikmým úhlem se vektory elektrického a magnetického pole rozdělí na dvě polarizační složky, které jsou rovnoběžné (p) a kolmé (s) k dopadající rovině. Vyslanou i odraženou polarizační složku lze vypočítat pro každou orientaci zvlášť a poté je zkombinovat a získat výsledný střední polarizační efekt.
Vlna p se také nazývá vlna TM (protože vektor magnetického pole H je příčný k rovině dopadu) a vlna s se alternativně nazývá vlna TE (protože vektor elektrického pole E je příčný k rovině dopadu). Vzorce Fresnelova koeficientu odrazu a přenosu pro tyto s a p polarizace jsou :
s-polarizace
p-polarizace
Tyto vzorce udávají poměr amplitudy odražené a přenesené vlny vzhledem k amplitudě dopadající vlny. Celková energie odražená od hranice a prošlá do podkladu je kvadrátem Fresnelových koeficientů.
Fresnelovy koeficienty rs , rp, ts , tp se mění různě v závislosti na úhlu dopadu, přičemž odrazivost vlny s je vždy větší než odrazivost vlny p . Odrazivost p-polarizace klesá na nulu při určitém úhlu (Brewsterův úhel). V tomto konkrétním úhlu svírají výslednice Fresnelovy odrazové (rp) a lomené přenosové (tp) vlny navzájem úhel 90°, což vytváří odražený paprsek, který je rovinně polarizovaný v rovině dopadu s kmitáním rovnoběžným s povrchem a elektrickým vektorem kolmým na rovinu polarizace. Úhel, pod kterým k tomu dochází, je dán vztahem θB = tan-1 n2 / n1 , který pro Ge, Si, CdTe, ZnSe a ZnS činí úhly 76,0°, 73,6°, 69,5°, 67,4° a 65,6°.
Teorie optického substrátu
- Úvod
- Teorie absorpce a extinkčního koeficientu
- Bezztrátový inkoherentní vnitřní odraz
- Inkoherentní vícenásobný vnitřní odraz
- Redukovaný substrát-.teplotních efektů
- Efekt úhlu dopadu
- Celkový vnitřní odraz
- Koherence vícenásobných vnitřních odrazů