Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 146 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

обобщением принципа Гюйгенса на анизотропные среды. Для более глубокого понимания построения Гюйген-
са рассмотрим четыре основных случая падения неполяризованной волны на поверхность анизотропного двоя-
копреломляющего кристалла, в качестве которого будем использовать модель двоякопреломляющего кристалла
в виде слоистой диэлектрической структуры. При этом полученные результаты могут быть проверены на осно-
ве наглядного эксперимента в сантиметровом диапазоне радиоволн.
Волновые поверхности в слоистой диэлектрической структуре аналогичны
волновым поверхностям для отрицательных двоякопреломляющих одноосных
кристаллов, которым, например, является кристалл исландского шпата. Это по-
зволяет широко использовать слоистые диэлектрические структуры для модели-
рования кристаллооптических явлений в сантиметровом диапазоне электромаг-
нитных волн.
Рассмотрим основные случаи падения плоской электромагнитной волны на
поверхность модели двоякопреломляющего кристалла, выполненного в виде
слоистой диэлектрической структуры.
1.
Главная ось кристалла параллельна преломляющей грани и перпендику-
лярна к плоскости падения волн
. Модель двоякопреломляющего кристалла для
сантиметровых электромагнитных волн выполнена в форме полуцилиндра радиусом 15 см (рис. 214), что по-
зволяет наблюдать двойное лучепреломление только на одной диаметральной преломляющей грани. Главная
"оптическая" ось модели кристалла (направление, перпендикулярное к листам органического стекла) располо-
жена параллельно диаметральной преломляющей грани и перпендикулярно к плоскости падения волн. Рас-
смотрим наклонное падение плоской электромагнитной волны на преломляющую диаметральную грань модели
кристалла. Допустим, что электрический вектор
E
линейно поляризованной волны, падающей на "кристалл",
составляет с плоскостью падения угол 45°. Такое облучение "кристалла" эквивалентно использованию неполя-
ризованного излучения. Пусть угол падения линейно поляризованной волны на преломляющую грань модели
кристалла равен
α, а плоский фронт в начальный момент времени изображается линией АВ (рис. 215).
Рис. 215
За время τ, в течение которого правый край фронта В распространяется в первой среде (воздух) до точки
С, в модели кристалла согласно принципа Гюйгенса возникнут около точки А две волны: обыкновенная и не-
обыкновенная, волновые поверхности которых имеют в плоскости чертежа форму окружностей различного
радиуса, так как электрический вектор
о
E обыкновенной волны всегда перпендикулярен главной оси ГО кри-
сталла, а электрический вектор
e
E
необыкновенной волны оказывается параллельным к главной оси модели
кристалла. Линии
CM и CN, проведённые из точки С и являющиеся касательными к окружностям, определяют
положение волновых фронтов для преломлённых обыкновенной и необыкновенной волн. Из треугольников
АВС и АСМ имеем
о
оо
sin
sin
n
V
с
AM
BC
===
β
α
, (4.7.1)
откуда, например, при α = 45° и =
о
n 1,33 находим угол преломления для необыкновенной волны β
о
≅ 32°. Из
треугольников
АВС и CAN имеем
e
ee
n
V
с
AN
BC
===
β
α
sin
sin
. (4.7.2)
Угол преломления необыкновенной волны при α = 45° и
=
e
n 1,20 равен β
е
≅ 36°. Полученные теоретиче-
ским путём выводы согласуются с опытными данными по наблюдению двойного лучепреломления в модели
кристалла (рис. 214).
Рис. 214

Страницы