НАКЛОННЕ ПРОХОДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ХВИЛИ ЧЕРЕЗ ШАРИ З ОДНОРОДНОЮ І НЕОДНОРОДНОЮ СПІРАЛЬНОЮ

Данило Лачинов 3 роки тому Переглядів:

2 постійним кроком спіралі. Напрямок осі z називатимемо напрямком зліва направо. Нехай зовнішня хвиля падає на стос ліворуч, причому площина падіння збігається з площиною xz. Позначимо тангенціальну компоненту хвильового вектора падаючої хвилі через k x, яка однакова для всіх хвиль у всіх пластинках, через незалежність діелектричної проникності від координати x (ε ij = ε ij (z. Введемо амплітудні матриці відображення та проходження a, T a a-ої) пластинки при падінні на неї хвилі зліва.Введемо також аналогічні матриці ˆ a, T ˆ a при падінні хвилі праворуч, при тому ж значенні k x тангенціальної компоненти хвильового вектора.За допомогою матриць для двох пластинок побудуємо матриці a +, T ˆ a + для пари пластинок a і. Матриці a + і T ˆ a + виражаються через матриці для окремих пластинок наступним чином [6]: =, (1 1 1 a+ = a + Ta ( I a Ta, Ta + T ( I a Ta де I одинична двовимірна) матриця: Матриці ˆ a + і T ˆ a + виражаються такими формулами: ˆ ˆ 1 = (1а a T a ( I + = + a T, T a T a ( I 1 a T + Розрахунок проходження через спіральну структуру виконаний нами)) на підставі формул (1, (1а шляхом їх послідовного застосування у міру додавання нових пластинок в стопку, яка розглядається як пластинка a, а знову додається як пластинка). 3. Похило проходження через шар зі спіральною структурою а Енергетичні характеристики На рис.1 представлені частотні залежності енергетичного коефіцієнта відбиття при різних кутах падіння. Падаюча хвиля (площина падіння площина xz має еліптичну поляризацію з компонентами амплітуди електричного поля E = 1, E y = i. Крок спіралі σ = 0,42мкм, компонента тензора діелектричної x проникності в напрямку директора ε = 2, 29, у напрямках, перпендикулярних до директора, ( ε = 2,143, товщина спірального шару d = 100 σ. При відхиленні від нормального падіння брегговський столик спотворюється, а общий Зі збільшенням кута падіння спостерігається зсув області дифракційного відображення у бік великих частот, пояснення цього явища дано в [5].

3 a c d Рис.1. Частотна залежність енергетичного коефіцієнта відбиття від середовища з параметрами: ε = 2, 29, ε = 2,143, товщина шару d=100 σ, крок спіралі, σ = 0,42 мкм, кут падіння θ =0 (a, θ=30 (, ? = i e;по осі абсцис відкладена величина e.На рис.3 наведені ті ж залежності при вугіллі падіння θ = 75 o. Ý r a Ý t Рис.2 Залежність еліптичності поляризації відбитої (а і минулої ( хвилі від еліптичності поляризації падаючої хвилі при нормальному падінні. Параметри середовища: ε = 2, 29, ε = 2,143, товщина шару d = 0,42 мкм, спіралі σ = 0,42 мкм, частота хвилі ω= Ãö.

4 ý r a ý t Рис.3. Те саме, що і на рис.2, але при вугіллі падіння θ = 75 o. Хід кривих суттєво змінюється під час переходу від випадку нормального падіння до похилого. Помічається зменшення мінімальних значень еr та еt при переході до похилого падіння. 4. Проходження через неоднорідний твіст-шар шар Для випадку товстих шарів дифракційна теорія може бути застосована до похилого падіння, але, як було зазначено вище, воназастосовна лише приблизно. У разі, коли в шарі не міститься так багато кроків спіралі, щоб дифракційне відображення сформувалося (умова формування ε (d/σ >> 1, де ε - анізотропія тензора ε ij, d - товщина шару, σ - крок спіралі, дифракційна) теорія не може бути застосована взагалі Метод складання шарів застосуємо також до цього випадку На рис.4 і 5 наведені криві частотної залежності коефіцієнта відображення спірального шару з наступними параметрами: диференціальний крок спіралі на лівій межі шару має значення 7,7 мкм і лінійно змінюється , Приймаючи на правій межі значення, що дорівнює 0,42 мкм, d = 0,42 мкм, ε = 2,1, = 2,1, ε = 1,5 1,5. y = 0, E x = 1. Кути падіння на рис.4 і 5 відповідно дорівнюють 0 і 30. Як і у випадку товстих шарів, у твіст-шару також спостерігається зсув області дифракційного відображення у бік великих частот зі збільшенням кута падіння. також зниження максимумів під час переходу від нормального падіння до похилого. Ðèñ.5. Òî æå, òî è íà ðèñ.4, íî ïðè óãëå ïàäåíèÿ θ =30. Рис.4. Частотна залежність енергетичного коефіцієнта відбиття від твістшару при нормальному падінні. Параметри твіст-шару: =2,1, =1,5, диференціальний крок спіралі змінюється від 7,7 мкм до 0,42 мкм, товщина шару d = 0,42 мкм. 343