电磁波界面反射仿真分析

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1、要求：学习：电磁波界面反射+仿真分析一束5W的线偏振光以0=45度方位角振动，垂直入射到玻璃-空气表面，该光束波长0.6"m,玻璃介质折射率1.54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（1-^）;3分析该反射光束的偏振态变化，画出偏振方向变化曲线（P-0）和偏振光束相位变化曲线（釔沒）。（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Pc）1.该光束反射光的光强曲线（I-0）;建立数学模型：反射光强I=ls+lp=IiS^rs2+I,P^2rJ2+

2、rP

3、2)，_s

4、in(^,-32)sin(^,+32)P,因为5W的线偏振光以识=45度方位角振动，所以/1S=I]P=2.51V,所以/=2.5*由题目可得sin沒2=1.54sin^,rs‘、®犯x•S□idTo八用J54321结果分析：在达到临界角之前，大部分光都折射出去，而到达临界角后发生全反射，光线全部反射，所以反射光强一直稳定在最高。2.偏振方向变化曲线（妒-e）建立数学模型：对反射光有tan0=AisAip因为线偏振光以0=45度方位角振动，则As~Ap，又因isA15AipAip仿a图.••一一——■—*•禱禱禱費••番髻■費•番番•乂/-•40-605101520

5、25303540入射角100806040200-20结果分析：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（0•汐）建立数学模型：对于P光和s光，有Is•p>p时，0为0;当fs，fp小于0时，0为180°:岭十^=exp（风）cos6X+y^/sin2^,-n2当入射角大于临界角时均为虚数Is9当入射角小于临界角吋，均为实数，故其正负号反应了相位的变化：当b大于0n2cos0+yJsin26x-nzt2cos^,-/Jsin23,-n2z.o1*=exp（y^按照公式写出代码如下:1—j小于临界角-大于临界角V:......

6、’IIi102030入射角405060cma.10050150iIiII春春•■■■I小于临界角-大于临界角••••••••••••,••••••••••••：•••••••••••••••••••••••::二::丄L丄丄i」102030405060入射角oo•24oo•8102019总结与感悟：通过本次matlab仿真，我清晰的认识到了电磁波界面反射的光束反射光的光强变化，偏振方向变化和偏振光束相位变化的规律，更深刻的理解了课本中的知识，对今后物理光学的学习有很大的好处。附件：1.该光束反射光的光强曲线(I-0);theta1=0:0.1:70;theta2

7、=asin(1.54*sin(thetal*pi/180));rp=-tan(thetal*pi/180-theta2)./tan(thetal*pi/180+theta2);rs=-sin(thetal*pi/180-theta2)./sin(thetal*pi/180+theta2);1=2.5*(abs(rp)•A2+abs(rs)•A2);plot(thetal,I);xlabel(*入射角*};ylabel(*反射光强1);gridon2.偏振方向变化曲线(p-e)theta1=0:0.1:70;theta2=asin(1.54*sin(thetal*pi

8、/180));rp=-tan(thetal*pi/l80-1heta2)./tan(thetal*pi/l80+theta2);rs=-sin(thetal*pi/180-theta2)./sin(thetal*pi/180+theta2);fai=180*atan(rs./rp)/pi;plot(thetal,fai);a=length(rp);fori=l:1:aifimag(rp(i))==0b=i;endendtheta0=zeros(1,b);faiO=zeros(1,b);forj=l:1:bthetaO(j)=thetal(j);faiO(j)=fai

9、(j);endplot(thetaO,faiO);xlabel(’入射州’)；ylabel(1偏振力•向1);gridon3.偏振光束相位变化曲线thetal=0:0•1:70;theta2=asin(1•54*sin(thetal*pi/180));rp=-tan(thetal*pi/180-theta2)./tan(thetal*pi/180+theta2);rs=-sin(thetal*pi/180-theta2)"sin(thetal*pi/180+theta2);a=length(rp);fori=l:1:aifimag(rp(i))==0b=i;en