CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射

目录

    • 一、电磁波的极化
      • 1、线性极化(LP)
      • 2、圆极化(CP)
      • 3、两者的关系
      • 4、以更清晰的方式进行表示
      • 5、TE和TM极化
    • 二、反射与透射
      • 1、TE、TM波的反射、透射系数
      • 2、反射、透射效率
      • 3、物理意义
    • 三、波矢k

本文资料来源(配图):EMPossible_CEM
1、课件资料:https://empossible.net/academics/emp5337/
2、视频资料:
youtube:https://www.youtube.com/watch?v=JOgtCeUMIAc
bilibili:https://www.bilibili.com/video/BV1ck4y1m73u?p=2

一、电磁波的极化

物理上叫极化,光学上叫偏振。

强烈推荐科普视频:
Polarization of Light   网址:https://www.youtube.com/watch?v=8YkfEft4p-w

1、线性极化(LP)

CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第1张图片CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第2张图片

2、圆极化(CP)

左图为右极化(RCP),场方向和矢量k方向满足左手螺旋;
右图为左极化(LCP),场方向和矢量k方向满足右手螺旋;
从另一个方向看则极化方向正好相反。

圆极化由两个线极化相加而成,但是这两个线极化需存在90°的相位差,即体现在:j 的出现。
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第3张图片

3、两者的关系

(1)LPx + LPy = LP45
(2)LPx + jLPy = RCP ; LPx - jLPy = LCP
(3)RCP + LCP = LP

4、以更清晰的方式进行表示

  通过上述内容可以发现,区别 LP 和 CP 的特点在于其叠加分量是否存在相位差及其大小,因此对平面波的表达形式进行调整。
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第4张图片
此时已将相位差 δ \delta δ 分离开,则:
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第5张图片

5、TE和TM极化

TE和TM极化用于描述线性极化波相对于器件的方向。(no outer space etc., but a device )
TE极化波垂直于入射平面;TM极化波平行于入射平面。
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第6张图片

二、反射与透射

1、TE、TM波的反射、透射系数

CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第7张图片

2、反射、透射效率

CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第8张图片

3、物理意义

  反射和透射系数为复数形式,因为在边界处,波的振幅和相位都会发生变化,其从振幅的角度将反射\透射波与入射波联系了起来。
  反射和透射效率,顾名思义,大小在0到1之间,其从能量的角度联系起了反射\透射波与入射波。
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第9张图片

三、波矢k

  对于波矢k来说,若其为实数,则其波动表现为振荡波形;若为虚数,则为衰减或增强;若为复数,则为振荡+衰减\增强。
CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第10张图片
在二维情况下,其依旧遵守该规则:

CEM计算电磁学 -- Lecture 1 学习笔记 (2) --- 极化、反射、透射_第11张图片

你可能感兴趣的:(RCWA,学习)