6. Fény terjedése izotróp rétegezett közegben

Az alkalmazások szempontjából különösen fontos rétegezett közegekben történő fényterjedés vizsgálata. Rétegezett közegen olyan optikai rendszert értünk, amelyben a közeg optikai tulajdonságai egy adott irányra merőleges síkokban ugyanolyanok. A továbbiakban a vonatkoztatási rendszert válasszuk úgy meg, hogy ez az irány legyen a Descartes-féle koordináta-rendszer z tengelyének iránya. Ekkor az optikai tulajdonságokat meghatározó anyagállandók a z koordináta függvényei. Így a relatív dielektromos állandó és a relatív permeabilitás is a z koordináta függvényei, azaz

és       .

(6.1)

A továbbiakban feltesszük, hogy a közeg izotróp és nem elnyelő. Ekkor az ε és μ valós skalárértékű függvények. A fejezetben kifejtett elmélet izotróp elnyelő közegekre könnyen, gyakorlatilag változtatás nélkül általánosítható a komplex törésmutató bevezetésével. Az anizotróp rétegezett közeggel később foglalkozunk.

A rétegezett közegek optikája különösen fontos terület az alkalmazások miatt. Sok interferencián alapuló optikai eszköz működésének megértésénél fontos ennek vizsgálata. Vákuum párologtatási eljárással síkpárhuzamos rétegből álló vékonyréteg szerkezetek állíthatók elő. Így például széles sávú antireflexiós bevonat, valamint széles vagy akár keskeny sávú interferenciás szűrők vagy más fontos optikai eszközök, mint például nyalábosztók is készíthetők. Ezen az elven alapul az ellipszometria, amely fontos érintésmentes anyagvizsgálati módszer.