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Efectos del ángulo de incidencia
Se conocen bien la reflexión y la refracción de las ondas planas en una frontera entre dos medios de propiedades diferentes, siguiendo la ley de Snell y las fórmulas de Fresnel. Una onda plana que incide en una discontinuidad dieléctrica se divide en dos ondas; la onda transmitida pasa al segundo medio y la onda reflejada se propaga de vuelta al medio incidente, de lo que se deriva la siguiente relación.
n1 sin θi = n1 sin θr = n2 sin θt (2-30)
donde θi, θr, y θt son los ángulos incidente, reflejado y transmitido, y n1 & n2 son los índices de refracción de los medios incidente y transmitido. Como (θr = θi) entonces el ángulo transmitido θt en el segundo medio se define como :
Aunque esto es cierto para todas las formas de propagación de las ondas electromagnéticas, las propiedades dinámicas de las ondas reflejadas y transmitidas, como la intensidad, los cambios de fase, los efectos de polarización dependen totalmente de la naturaleza específica de la propagación de la onda y las condiciones de la interfaz. En el límite de un sustrato sin recubrimiento con una onda plana que incide en un ángulo oblicuo, los vectores de campo eléctrico y magnético se dividen en dos componentes de polarización que son paralelos (p) y perpendiculares (s) al plano incidente. Las componentes de polarización transmitida y reflejada pueden calcularse para cada orientación por separado y luego combinarse para producir un efecto de polarización media resultante.
La onda p también se conoce como onda TM, (ya que el vector de campo magnético H es transversal al plano de incidencia), y la onda s se conoce alternativamente como onda TE, (ya que el vector de campo eléctrico E es transversal al plano de incidencia). Las fórmulas de los coeficientes de reflexión y transmisión de Fresnel para estas polarizaciones s y p son :
polarización s
polarización p
Estas fórmulas dan la relación de la amplitud de las ondas reflejadas y transmitidas respecto a la amplitud de la onda incidente. La energía total reflejada en la frontera y transmitida al sustrato es el cuadrado de los coeficientes de Fresnel.
Los coeficientes de Fresnel rs , rp, ts , tp cambian de forma diferente en función del ángulo de incidencia, siendo la reflectancia de la onda s siempre mayor que la de la onda p. La reflectancia de la polarización p cae a cero en un ángulo determinado (ángulo de Brewster). En este ángulo concreto, el resultado de las ondas de reflectancia de Fresnel (rp) y de transmisión refractada (tp) forman un ángulo de 90° entre sí, lo que produce un haz reflejado que está polarizado en el plano de incidencia con oscilaciones paralelas a la superficie, y vector eléctrico perpendicular al plano de polarización. El ángulo en el que esto ocurre viene dado por θB = tan-1 n2 / n1 , que para Ge, Si, CdTe, ZnSe y ZnS son ángulos de 76,0°, 73,6°, 69,5°, 67,4° y 65,6° respectivamente.
Teoría óptica del sustrato
- Introducción
- Teoría del coeficiente de absorción y extinción
- Reflexión interna incoherente sin pérdidas
- Reflexión interna múltiple incoherente
- Efectos de la temperatura del sustrato
- .efectos de temperatura
- Efectos de ángulo de incidencia
- Reflexión interna total
- Coherencia de reflexiones internas múltiples