Accessibility navigation
Effekter av infallsvinkel
Reflexion och brytning av plana vågor vid gränsen mellan två medier med olika egenskaper är välkända, enligt Snells lag och Fresnelformlerna. En plan våg som faller in på en dielektrisk diskontinuitet delas upp i två vågor; den överförda vågen fortsätter in i det andra mediet och den reflekterade vågen fortplantar sig tillbaka in i det infallande mediet, varifrån följande relation kan härledas.
n1 sin θi = n1 sin θr = n2 sin θt (2-30)
där θi, θr och θt är de infallande , reflekterade och överförda vinklarna, och n1 & n2 är brytningsindexen för de infallande och överförda medierna. Eftersom (θr = θi) så definieras den överförda vinkeln θt till det andra mediet som :
Och även om detta gäller för alla former av elektromagnetisk vågutbredning så beror de dynamiska egenskaperna hos reflekterade och överförda vågor, t.ex. intensitet, fasförändringar, polariseringseffekter, helt och hållet på den specifika karaktären av vågutbredningen och gränsytans förhållanden. Vid en obelagd substratgräns med en plan våg som faller in i en sned vinkel delas de elektriska och magnetiska fältvektorerna upp i två polariseringskomponenter som är parallella (p) och vinkelräta (s) mot det infallande planet. Både de överförda och reflekterade polariseringskomponenterna kan beräknas separat för varje orientering och sedan kombineras för att ge en resulterande medelpolariseringseffekt.
P-vågen är också känd som en TM-våg, (eftersom magnetfältsvektorn H är tvärs över det infallande planet), och s-vågen är alternativt känd som en TE-våg, (eftersom den elektriska fältvektorn E är tvärs över det infallande planet). Formlerna för Fresnels reflektions- och transmissionskoefficienter för dessa s- och p-polariseringar är :
s-polarisering
p-polarisering
Dessa formler ger förhållandet mellan amplituden av den reflekterade och den överförda vågen i förhållande till amplituden av den infallande vågen. Den totala energin som reflekteras från gränsen och transmitteras in i substratet är kvadraten på Fresnelkoefficienterna.
Fresnelkoefficienterna rs , rp, ts , tp förändras på olika sätt som funktion av infallsvinkeln, där s-vågens reflektionsförmåga alltid är större än p-vågens. Reflektansen för p-polarisationen faller till noll vid en bestämd vinkel (Brewsters vinkel). Vid denna bestämda vinkel står resultatet av Fresnelreflektionen (rp) och den refrakterade transmissionsvågen (tp) i en vinkel på 90° mot varandra, vilket ger en reflekterad stråle som är planpolariserad i infallsplanet med svängningar parallellt med ytan och med en elektrisk vektor som är vinkelrät mot polariseringsplanet. Vinkeln vid vilken detta sker ges av θB = tan-1 n2 / n1 , som för Ge, Si, CdTe, ZnSe och ZnS är vinklarna 76,0°, 73,6°, 69,5°, 67,4° respektive 65,6°.
Optisk teori för substrat
- Introduktion
- Teori för absorptions- och extinktionskoefficienter
- Förlustfri inkoherent intern reflektion
- Inkoherent multipel intern reflektion
- Reducerat substrat-temperature effects
- Angle of incidence effects
- Total internal reflection
- Coherence of multiple internal reflections