第12讲 半无界媒质中的均匀平面波.ppt

二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 O d z ① ② ③ ??1, ?1 k1i H1i E1i k1r H2i E2i k2i E1r H1r k2r E2r H2r k3t H3t E3t ??2, ?2 ??3, ?3 x 界面1 界面2 2、三层介质中的场量关系 利用边界条件求解反射系数、透射系数 在分界面z d上 ， 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 O d z ① ② ③ ??1, ?1 k1i H1i E1i k1r H2i E2i k2i E1r H1r k2r E2r H2r k3t H3t E3t ??2, ?2 ??3, ?3 x 界面1 界面2 2、三层介质中的场量关系 利用边界条件求解反射系数、透射系数 在分界面z 0上 ， 其中： 等效波阻抗 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 3、多层介质等效模型 媒质②中任一点的等效波阻抗 等效波阻抗定义：媒质中任一点的合成波电场与合成波磁场之比 在z＝0 处，有 由此可见， 即为媒质②中z＝0 处的波阻抗。 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 3、多层介质等效模型 O d z ① ② ③ ??1, ?1 k1i H1i E1i k1r H2i E2i k2i E1r H1r k2r E2r H2r k3t H3t E3t ??2, ?2 ??3, ?3 x 界面1 界面2 在z 0分界面上， O z ① ② ??1, ?1 k1i H1i E1i k1r H2 E2 k2 E1r H1r ?ef x 界面1 因此可将第②、③层媒质等效为看作等效波阻抗为 的一种媒质。 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 3、多层介质等效模型 计算n 层媒质在第①条边界上的总反射系数时，先求第 n?2 条分界面处的等效波阻抗? n-2 ef ，然后用波阻抗为? n-2 ef 的媒质代替第 n?1 层及第 n 层媒质。 依次类推，自右向左逐一计算各条分界面处的等效波阻抗，直至求得第一条边界处的等效波阻抗后，即可计算总反射系数。 ?1 ?2 ?3 ? n-2 ef 3 2 1 n-3 ?1 ?2ef 1 ?1 ?2 ?3 ? n-2 ? n-1 ?n n-2 n-1 3 2 1 n-3 ?1 ?2 ?3 ? n-2 ? n-1 ef n-2 3 2 1 n-3 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 4、理论应用 η1 η η2 ② ① 四分之一波长阻抗匹配层 η1 η2 阻抗匹配层作用：使在介质分界面上反射系数为0。 阻抗匹配层 要实现阻抗匹配，即 即当阻抗匹配层特性阻抗为 时，实现匹配。 电磁波可以无损耗地通过厚度为 的介质层。因此，这 种厚度 的介质层又称为半波长介质窗。 介质1和介质3是相同的介质，即 介质2的厚度 二、均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 4、理论应用 半波长介质窗 同时， η1 η2 η1 ② ① 三、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 1、问题描述 均匀平面波对理想介质分界面的斜入射 i q r q t q z x y i E // i E i ^ E 入射波 反射波 透射波 分界面 入射面 // r E r ^ E r E t ^ E t E // t E i k r k t k 当平面波向介质平面边界以任意角度斜投射时，同样会发生反射与透射现象。 通常透射波的方向与入射波不同，其传播方向发生弯折——折射波。 入射面：入射线与边界面法线构成的平面 反射角θr ：反射线与边界面法线之间的夹角 入射角θi ：入射线与边界面法线之间的夹角 折射角θt ：折射线与边界面法线之间的夹角 三、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 1、问题描述 i q r q t q z x y i E // i E i ^ E 入射波 反射波 透射波 分界面 入射面 // r E r ^ E r E t ^ E t E // t E i k r k t k 入射波空间： 透射波空间： 问题核心： 已知 求解 利用关系： 边界条件 三、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 2、反射定律和折射定律 ——反射波与透射波方向 x ei n ?i 分界面 2 1 z ?i ?t er et Hi Ei Er Hr Ht Et 反射波电场： 入射波电场： 折射波电场： 由边界条件，在边界面上 z 0 ，有 ——Snell定理 三、均匀平面波对理想介质分界平面的斜入射 2、反射定律和折射定律 ——反射波与透射波方向 ——Snell定