Skip navigation

Polarizáció visszaverődéskor

Vékony réteg reflexiós polarizátor

Merőleges beesésre vonatkozó, a 6.3. ábrán vizsgált példánál láttuk, hogy a levegő-üveg határfelület visszaverő képességét lecsökkenthetjük vagy megnövelhetjük a felületre felvitt vékony réteg segítségével. Merőleges beesésénél nincs különbség az s- és a p-komponensek között. Ferde beesés esetén azonban a két komponens eltérően viselkedik. Ha valamilyen paraméterekre a két komponensre vonatkozó reflexiós tényező nem egyszerre tűnik el, akkor a réteg polarizátorként használható. A formulák részletes vizsgálata azt mutatja, hogy ferde beesés esetén az s-polarizációra vonatkozó reflexiós tényező mindig nullától különböző (), míg a p-komponensre vonatkozó tényező bizonyos esetekben eltűnhet (). Ez pedig azt jelenti, hogy egy ilyen (vékony) réteg polarizátorként alkalmazható, hiszen a p-komponens eltűnésekor a visszavert fény a beesési síkra merőlegesen lineárisan poláros lesz. Ezt a jelenséget a Brewster-törvénnyel leírt polarizáció általánosításának tekinthetjük. Ráadásul, a hamarosan bemutatandó példa is ezt mutatja majd, nagy törésmutatójú közbülső réteget használva, az s-komponensre vonatkozó reflexiós tényező jelentősen megnövelhető, így a polarizációnál sokkal kevesebb fényenergiát vesztünk el, mint egy egyszerű Brewster-féle törvényen alapuló polarizátor esetén. Nézzük tehát az elmondottakat szemléltető konkrét numerikus példát!

 
6.4. ábra. Az s- (kék görbe) és a p-komponensekre (piros görbe) vonatkozó reflexiós tényezők az n= 1, n2 = 2,5 és n3 = 1,53 törésmutatókat feltételezve és a beesési szöget változtatva az animáció során. 

A 6.4. animált ábra az s- és a p-polarizációra vonatkozó reflexiós tényezőket szemlélteti n1=1, n2=2,5 és n3=1,53 törésmutatókra. Az animáció során a beesési szög változik. Figyeljük meg, hogy a beesési szöget növelve a növekszik, pedig csökken.  két helyen, 57° és 74° körüli beesési szögekre is eltűnik. A beesési szög 74,25° értékénél , és ekkor , amely azt mutatja, hogy az s-komponens jelentős része visszaverődik, amely előnyös lehet a felhasználásoknál. Az első érték valójában megfelel a közbülső réteg nélküli θp = arctg(n3) = 56,83° Brewster-szögnek, ugyanis a grafikonból látható, hogy ekkor a reflexiós minimumok éppen olyan helyeken vannak, amelyek a 6.80. egyenletben páros m értékeknek felelnek meg, ekkor pedig a visszaverődés olyan, mintha a közbülső közeg ott sem lenne. A 6.5. animált ábra a reflexiós tényezőt szemlélteti a beesési szög függvényében az előzővel azonos törésmutatókkal. Most az animáció során a lemez Δ = n2·d optikai vastagsága változik 0 és 1,5·λ0 között, ahol λ0 a vákuumbeli hullámhossz.

 
6.5. ábra. Az s- (kék görbe) és a p-komponensekre (piros görbe) vonatkozó reflexiós tényezők a beesési szög függvényében az n= 1, n2 = 2,5 és n3 = 1,53 törésmutatókat feltételezve. Az animáció során a lemez Δ = n2·d optikai vastagsága változik.