Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 188 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4.15. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДВУХ КОГЕРЕНТНЫХ ВОЛН
С ЭЛЛИПТИЧЕСКИМИ, КРУГОВЫМИ ИЛИ ЛИНЕЙНЫМИ ПОЛЯРИЗАЦИЯМИ
Впервые экспериментальное исследование интерференции световых волн с круговыми поляризациями было
выполнено Араго в 1824 году. Однако, подробно излагая опытные факты, автор в своей работе тщательно
воздерживается от волновой трактовки эксперимента и даже не вводит понятие о длине световой волны.
Рассмотрим общую теорию суперпозиции электромагнитных волн с эллиптическими поляризациями и частные
случаи взаимодействия двух волн с круговыми или линейными поляризациями, тем более что имеется
возможность проверить полученные теоретические выводы в эксперименте с сантиметровыми
электромагнитными волнами (2,3=λ см). Как будет показано ниже, результат взаимодействия волн с
эллиптическими поляризациями существенно зависит от направления вращения электрических векторов в
когерентных волнах. Поэтому целесообразно рассмотреть два специальных случая.
Взаимодействие двух эллиптически поляризованных волн с противоположным направлением вращения их
электрических векторов. В целях конкретизации теории опишем постановку эксперимента в сантиметровом
диапазоне радиоволн. Экспериментальная установка выполнена по классической интерференционной схеме
Т. Юнга и состоит из источника электромагнитных волн 1 и приёмной рупорной антенны 2, соединённой с
микроамперметром Ф-195 или с осциллографом С1-1.
1.
Рис. 267
Между генератором радиоволн и приёмником установ-лен металлический экран с двумя одинаковыми
щелями шириной 40 мм, центры которых расположены на расстоянии 80 мм друг от друга (рис. 267). Источник
и приёмник радиоволн можно рассматривать как поляризатор и анализатор соответствующего оптического
прибора. Линии, перпендикулярные к широким стенкам волноводов источника и приёмника, можно назвать
главными линиями поляризатора и анализатора. Для получения двух когерентных эллиптически
поляризованных волн каждая щель в экране 3 перекрывается искусственной двоякопреломляющей фазовой
"пластинкой
4
λ
", состоящей из тонких металлических лент шириной d = 20 мм, расположенных параллельно
друг другу на расстоянии a = 20 мм (рис. 244). За главную "оптическую" ось двоякопреломляющей "пластинки
4
λ
" принимается направление, перпендикулярное к её металлическим лентам. Геометрические параметры
четвертьволновых пластинок удовлетворяют условию 4/)(
o
λ
=
−
nnd
e
, где 1
=
e
n – показатель преломления
пластинки для необыкновенной волны,
6,0
2
1
2
o
=
λ
−=
a
n
– показатель преломления пластинки для
обыкновенной волны. Фазовые двоякопреломляющие пластинки в опыте устанавливают так, чтобы их главные
оси были взаимно перпендикулярны между собой и были ориентированны по осям х и у (рис. 267).
Пусть электрический вектор E линейно поляризованной волны, падающей на щели, составляет с
главными осями OP
1
и ОР
2
двоякопреломляющих четвертьволновых пластинок произвольные углы
α
и
α−°90 (рис. 268). ОП – линия поляризатора. В каждой четвертьволновой пластинке первичная линейно
поляризованная волна E распадается на две волны (обыкновенную и необыкновенную) с ортогональными
линиями поляризации
11o e
EE ⊥ и
22o e
EE ⊥ . Амплитуды этих ортогональных компонент определяются
выражениями
Рис. 268

Страницы