物理光学电子作业

发布 2023-05-18 22:31:28 阅读 9117

学习:电磁波界面反射 + **分析。

一束5w的线偏振光以= 45 度方位角振动,垂直入射到玻璃 - 空气表面,该光束波长0.6m,玻璃介质折射率1.54 @0.

6m,当入射角从0-70 度变化时,通过给定条件,分别完成如下要求:

1 建立数学模型;

2 画出该光束反射光的光强曲线(i-);

3 分析该反射光束的偏振态变化,画出偏振方向变化曲线(-)和偏振光束相位变化曲线(-)

注:光束从光密到光疏的界面,在入射角从0-70 度变化中,包括了临界角c)

1.,又由于线偏振光以= 45 度方位角振动,故有,即得,再联立公式。

即可写出相应的matlab**:

theta1=0:0.1:70;

theta2=asin(1.54*sin(deg2rad(theta1)))

rp=-tan(deg2rad(theta1)-theta2)./tan(deg2rad(theta1)+theta2);

rs=-sin(deg2rad(theta1)-theta2)./sin(deg2rad(theta1)+theta2);

i=2.5*(abs(rp).^2+abs(rs).^2);

plot(theta1,i);

生成图像如下:

2. 偏振方向变化曲线(-)

对于反射光的偏振方向有,又由于线偏振光以= 45 度方位角振动,故有,再由,,得,即可写出相应的matlab**:

theta1=0:0.1:70;

theta2=asin(1.54*sin(deg2rad(theta1)))

rp=-tan(deg2rad(theta1)-theta2)./tan(deg2rad(theta1)+theta2);

rs=-sin(deg2rad(theta1)-theta2)./sin(deg2rad(theta1)+theta2);

phi=rad2deg(atan(rs./rpphi为偏振方向。

n=length(rp);

for i=1:1:n

if imag(rp(i))=0

m=i;end

endx=zeros(1,m);

phi_=zeros(1,m);

for h=1:1:m

x(h)=theta1(h);

phi_(h)=phi(h);

endplot(x,phi_);

生成图像如下:

其中入射角大于临界角后反射光为椭圆偏振光,故不存在相应的偏振方向。

3. 偏振光束相位变化曲线(-)

对于p光和s光,有,,当入射角小于临界角时,,均为实数,故其正负号反应了相位的变化:当,大于0时,为0;当,小于0时,为180°。当入射角大于临界角时,,均为虚数,有。

由此即可写出相应的matlab**:

theta1=0:0.1:70;

theta2=asin(1.54*sin(deg2rad(theta1)))

rp=-tan(deg2rad(theta1)-theta2)./tan(deg2rad(theta1)+theta2);

rs=-sin(deg2rad(theta1)-theta2)./sin(deg2rad(theta1)+theta2);

n=length(rp);

for i=1:1:n

if imag(rp(i))=0

m=i;end

endphi_p=zeros(1,mphi_p为入射角小于临界角时的入射角横坐标。

phi_p_=zeros(1,mphi_p_为临界角前p光相位。

phi_s_=zeros(1,mphi_s_为临界角前s光相位。

phi_p2=zeros(1,n-mphi_p2为入射角大于临界角时的入射角横坐标。

phi_p2_=zeros(1,n-m); phi_p2_为临界角后p光相位。

phi_s2_=zeros(1,n-m); phi_s2_为临界角后s光相位。

for h=1:1:n-m

phi_p2(h)=theta1(h+m);

endfor h=1:1:n-m

phi_p2_(h)=rad2deg(angle(rp(h+m)))

phi_s2_(h)=rad2deg(angle(rs(h+m)))

endfor h=1:1:m

phi_p(h)=theta1(h);

if rp(h)<0

phi_p_(h)=180;

endif rs(h)<0

phi_s_(h)=180;

endend

figure

plot(phi_p,phi_p_,'ro');

hold on;

plot(phi_p2,phi_p2_);

hold off;

figure

plot(phi_p,phi_s_,'ro');

hold on;

plot(phi_p2,phi_s2_);

hold off;

生成图像如下:

偏振光束相位变化。

红线所示为入射角小于临界角时p偏振光束相位变化,蓝线表示入射角大于临界角时p偏振光束相位变化。

2. s偏振光束相位变化。

红线所示为入射角小于临界角时s偏振光束相位变化,蓝线表示入射角大于临界角时s偏振光束相位变化。

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