菲涅耳公式中的光强分布释疑

光波通过两种透明介质的分界面时,反射光、折射光和入射光的电矢量分量的大小和方向之间的关系可由菲涅耳公式得出。本文通过理论分析和数值计算,给出了菲涅耳公式的振幅比随入射角的变化关系直观图以及光能的守恒关系。     

实际气候条件下气凝胶玻璃光热特性实验研究

在实际气候条件下搭建气凝胶玻璃-中空玻璃对比实验平台,对比测试两者在相同气候条件下辐射、照度、温度等参数,分析气凝胶玻璃在实际气候条件下的采光效果和节能潜力.辐射分析表明,太阳辐射透过气凝胶玻璃进入室内后几乎全为散射辐射,且相比中空玻璃全天减少约45%的太阳辐射得热.照度分析表明,天气越晴朗,气凝胶玻璃的采光效果越好.温度分析表明,相比于中空玻璃,由于气凝胶对太阳辐射的吸收作用,气凝胶玻璃系统各层壁面温度较高,且室外太阳辐射越强,各层壁面温度越高.能耗分析表明,夏季晴天透过气凝胶玻璃的总得热量比中空玻璃减少37%.     

反射光和折射光的偏振状态

依据菲涅耳公式,讨论了自然光、线偏振光以不同的入射角入射时反射光和折射光的各种偏振状态.     

利用布儒斯特定律测玻璃折射率实验过程分析

分析了"利用布儒斯特定律测量玻璃折射率"的实验过程,用菲涅尔公式推导了不同偏振方向入射光反射率随入射角变化的规律;结合实验操作给出了调节偏振片时入射光的最佳入射角范围.     

自然光在两种介质表面发生反射和折射时偏振特性

自然光在两种介质表面发生反射和折射时光强、偏振度随入射角不同而发生改变.根据菲涅耳公式对反射光和折射光的偏振度随入射角的变化规律作了理论推导。并通过数值模拟的方法给出了入射角5°～85°的反射光和折射光的偏振度变化曲线.     

光在单轴晶体前表面上的反射-透射研究

给出了单色平面波从空气射向单轴晶体时O光和E光反射率和透射率的解析表达式.分析了E光波法线方向和光线方向的区别,对E光的菲涅耳方程及反射、透射率公式进行了修正.具体的数值计算表明,修正后的反射、透射率表达式遵循能量守恒定律.     

基于玻璃基底的透明导电金膜的光学性质

采用直流溅射法,通过调节溅射时间和溅射电流,在玻璃基底上成功制备出不同厚度的透明导电金膜.通过椭圆偏振仪测量了透明导电金膜的厚度及其对可见光的透过率,利用四探针、扫描电子显微镜分别测量和表征了透明导电金膜的方块电阻和表面形貌.研究结果表明,随着透明导电金膜厚度的增加,方块电阻减小,金膜表面连续性变好,且透明导电金膜厚度为10~13nm时,透明导电金膜的导电性和透过性的兼顾最佳.通过实际中透明导电金膜厚度随溅射条件的变化,结合理论膜厚计算公式可知,直流溅射沉积透明导电金膜为岛状生长模式.使用椭圆偏振仪测量了不同入射角度和入射方向上透明导电金薄膜的椭偏参量,发现在各向同性的玻璃基底上生长的透明导电金膜的光学性质表现为各向异性.     

椭圆偏振光折反射时特性分析

以菲涅耳公式为基础,详细分析和讨论了椭圆偏振光在界面上发生折射、反射时,折射、反射椭圆偏振光的长短轴、方位角、旋光性等特性随入射角变化的规律.     

菲涅尔近似下基元干涉光强分布的理论分析和计算机模拟

利用球面波的菲涅尔近似对基元干涉的光波场的分布进行了理论分析,得到了菲涅耳近似下基元干涉光强分布的表达式并用matlab进行了计算机模拟.     

一维弯曲光栅的泰伯效应

本文利用菲涅耳衍射理论对一维弯曲光栅的泰伯效应进行了研究.理论分析了一维弯曲光栅的菲涅耳衍射,得到衍射场的一般表达式,预言了借助光栅的弯曲和透镜的会聚可得出光栅放大、等大和缩小的像,数值模拟的结果给出了相应的验证.     

三运动复合线性菲涅耳反射式太阳聚光系统的性能研究

为改善线性菲涅耳反射式聚光系统的余弦损失对系统聚光效率的影响,提出了一种运动式线性菲涅耳反射聚光系统,该聚光系统依靠镜场与太阳保持反向运动来减小余弦损失.通过在广西柳州(北纬24°03')搭建的实验台架对系统的可行性和效率增加进行了验证.实验结果表明该新型系统对太阳光的聚光效率比固定式菲涅耳系统提高9%左右,与理论计算值相当.文中亦利用光学仿真分析对系统布置的优化进行了探讨.分析结果表明在现有系统参数的基础上,适当降低接收器高度可进一步减小余弦损失;在二次聚光器接收允许的范围内适当增大镜元间距还可减小镜场遮挡损失,继续提高系统聚光集热效率.      

数字全息再现像质的改善

基于数字全息基本理论,设计并建立了离轴反射式数字全息记录光路,对不透明骰子进行了记录,并采用菲涅耳近似法数值再现.从数字全息图的记录、零级衍射的消除、再现像的图像增强三个方面展开实验.实验结果表明,数字全息再现像的质量可以得到有效的改善.     

关于半波损失和额外程差的讨论

从光在两种透明介质分界面的反射所遵循的菲涅尔反射公式出发,依据反射光的S,P偏振分量的位相,在不同折射率的情况下,相对于入射光位相的改变量随入射角的变化所作的曲线,对反射光的位相跃变、薄膜干涉、洛埃镜干涉的条纹分布和维纳驻波等所涉及的半波损失和额外程差问题,用一种简要的方法,作了进一步的讨论.从而更深刻理解位相跃变产生的条件与菲涅尔反射公式结论的完全一致性.     

Wollaston棱镜分束角和光强分束比的研究

为了清楚地了解Wollaston棱镜的分束角和光强分束比随入射角变化的规律,利用折射率公式和菲涅耳公式,作出了入射角对Wollaston棱镜的分束比和分束角影响的理论曲线.结果表明,在不考虑干涉的情况下,当入射角在-3°-3°范围内变化时,Wollaston棱镜的分束比和分束角随入射角的变化呈递增趋势,且分束角变化在1°左右;棱镜的分束比随入射角的变化较小,当入射角α＞0时,分束比稍大于1,当入射角α＜0时,分束比稍小于1.     

微波与光波分离聚焦集成透镜设计

设计了一种由光学菲涅耳透镜和微波螺旋结构透镜组成的集成透镜,微波透镜实现对入射微波能量的聚焦,光学菲涅耳透镜实现对入射可见光聚焦.由于微波螺旋结构对入射光没有阻挡作用,同时光学菲涅耳透镜对微波传输影响很小,且所提出的微波与光波分离聚焦集成透镜可以在将微波与光波分离汇聚于不同位置,微波焦点与光波焦点横向距离为35cm,并在微波焦点处电场强度增强5倍.故加载此集成透镜后可以在充分利用入射可见光的基础上,实现对微波信号的发射和接收.     

洛匈(Rochon)棱镜透光率的研究

利用一套较为简便的公式确定了各向异性的单轴晶体———方解石内非常光(e光)的传播方向,接着应用各向异性单轴晶体和各向同性介质间的“菲涅耳公式”计算了晶体光学中具有代表性的偏振棱镜———洛匈棱镜的光强透射率。这为各种偏振棱镜的设计、应用和检验提供了理论基础.     

运动左手介质分界面上不同极化波的菲涅耳公式

依据基础电磁理论,利用Lorentz和电磁场量变换,推导了一束单色波入射下,高速运动左手介质界面上反射和透射电场、磁场之间的菲涅耳关系.详细讨论了当左手介质界面运动时,四种不同极化波入射下,电磁波反射、透射波所遵循的规律和菲涅耳公式.将推导结果进行分析和退化,阐述其物理意义,并就推导过程的正确性进行了验证.     

介质分界面上电磁波的相位演变和传播性质

基于菲涅耳公式和电磁波的相干叠加原理,以置于空气中的单层平板介质为例,严格推导了具有多层介质分界面的光学系统的反射系数.结合Matlab编程和作图,直观分析了电磁波在多层介质分界面上的传播性质和相位演变,并从反射率和透射率的角度阐述了电磁波的相干叠加对多层介质光学系统的光学性质的影响.     

多层膜反射率的计算

以菲涅尔公式为基础,用递推法推导了多层膜反射率的计算公式,并用Visual Basic编程,得到了计算多层膜反射率的程序,计算了典型增透膜和高反膜的反射率.     

任意入射角情况额外程差的研究

对任意入射角情况薄膜反射光的额外程差进行研究.利用菲涅耳公式,分析斜入射光束薄膜上下表面二反射光s、p电矢量分量的方向和振幅比,推导薄膜二反射光的s、p分量大小的比例关系式,引入振幅比值函数M,分析M随入射角i1的变化规律.结果表明:仅当入射角θ1接近0°时,薄膜上下表面相邻二反射光额外程差为λ/2或0;对于一般斜入射光束由于薄膜上下表面二反射光的s、p分量的比例不相等,二反射光的振动方向不平行,不存在一般涵义的额外程差.