Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1.4. ПРОХОЖДЕНИЕ СВЕТА И РАДИОВОЛН
ЧЕРЕЗ ПРИЗМЫ И ЛИНЗЫ
Допустим, что на грань призмы падает параллельный пучок света. Если призма изготов-
лена из оптически более плотного вещества, чем окружающая среда, – например, стеклянная
призма в воздухе, то пучок, дважды преломившись в призме, отклонится от первоначального
направления на некоторый угол в сторону основания призмы. На рисунке 9 показано прохо-
ждение лазерного излучения через стеклянную призму, причём заметно не только преломле-
ние, но и частичное отражение света от левой грани призмы. Для получения трёх параллель-
ных пучков, лазерное излучение предварительно приходило через три
параллельные полупрозрачные пластинки, установленные под углом
45° к подающему на них излучению.
Найдём угол отклонения лучей в призме. Пусть преломляющий
угол призмы (рис. 10) равен
ε
. Законы преломления на гранях призмы
имеют вид
n=
β
α
1
1
sin
sin
;
n
1
sin
sin
2
2
=
α
β
.
Рис. 10
Угол отклонения луча обозначим через DKBC
=
∠
. Из треугольника MBN имеем
)()(
21212211
β
+
β
−
α
+
α
=
β
−
α
+
β−α=D ;
Из треугольника MNP имеем °
=
ε
+
β
−
°
+
β
−
° 180)90()90(
21
, или
21
β+
β
=
ε
, потому угол от-
клонения волн призмой равен
ε
−
α
+
α
=
21
D .
Призмы для радиоволн (λ = 3,2 см) могут быть изготовлены из любого диэлектрика: ор-
ганическое стекло, эбонит, текстолит и др. Для исключения дифракционных явлений призмы
должны иметь значительные размеры. Грань, на которую падают радиоволны, должна иметь
размер порядка 25 × 25 см. Поэтому призмы, выполненные, например, из оргстекла, получа-
ются массивными и громоздкими. В технике сверхвысоких частот (СВЧ) широкое примене-
ние получили искусственные преломляющие среды: металлодиэлектрики, волноводные и ме-
таллоленточные структуры (§ 2.4). Искусственные среды имеют ряд преимуществ перед ес-
тественными. Так волноводные и металлоленточные структуры имеют хорошие прелом-
ляющие свойства, малый коэффициент поглощения и отражения. Именно эти искусственные
среды часто используются в технике СВЧ для изготовления линз и призм.
Волноводная призма для радиоволн (рис. 11) состоит из прямоугольных волноводов се-
чением а = 20 мм. Металлоленточная призма (рис. 12) изготовлена из тонких металлических
листов, установленных на расстоянии a = 20 мм. Фазовая скорость волн V в волноводной или
металлоленточной структуре зависит (2.4.4) от сечения а волноводов или от расстояния а
между лентами:
Рис. 9

Страницы