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文档简介

1、7/10/2020，1.3光波在金属表面的反射和折射。光在非导电(=0)各向同性介质及其界面中的传播规律已在前面讨论过。对于金属来说，它与各向同性介质的主要区别在于电导率()不等于0，金属引起光波衰减，金属对光波几乎是不透明的；1.3.1光波在金属中的传播1.3.2光在金属表面的反射和折射1.3.3金属表面反射的频率特性，7/10/2020，1.3.1光波在金属中的传播，假设金属是具有介电常数、磁导率和电导率的均匀各向同性介质，必须考虑物质方程中的J=E。从麦克斯韦方程中，我们可以得到金属中光波所满足的波动方程，这两个波动方程与公式(1-13)的区别在于它们被复数所代替。金属中单色平面光波的表

2、达式为，7/10/2020，复数波数，复数折射率，复数波数，复数折射率，可写成实部n和虚部n。”金属中单色平面光波场的表达式是单色平面光波在金属中传播是一种衰减的平面波。n是光波在金属中传播的折射率；“n”是描述光在金属中传播的衰减特性的量，它是光频率的函数。7/10/2020，1.3.2光在金属表面的反射和折射，讨论方法与介质界面相同。分别讨论了S分量和P分量的反射和折射特性。不需要具体讨论。结论：S分量的反射波(波矢量k(r)为实值)是根据反射定律(r=i)传播的均匀波(等幅平面与等相平面一致)。由于rs是一个复数值，界面处的反射波与入射波相差一个相位rs。7/10/2020，s分量的折射

3、波(波矢量k(t)为复值)，金属中的折射光为沿-z方向衰减的非均匀波。Z=常数平面是等幅平面；等相位平面是一个平面，它满足在界面上的任何点和任何时间，折射光和入射光相差一个相位ts。折射光的透射深度非常小(nm级)。入射光只能穿透金属表面非常薄的一层。在正常情况下，金属是不透明的，只有当它们被制成非常薄的薄膜(如镀铝的半透膜)时，它们才能变成半透明的。7/10/2020，P分量的反射波和折射波的讨论方式与S分量相同。由于rp不同于rs，金属表面的反射会改变入射光的偏振态。如果入射光是线性偏振光，并且在振动平面和入射平面之间存在一定的夹角，则反射光变成椭圆偏振光，因为在反射光的S分量和P分量之间存在相位差=rp-rs。通过测量椭圆偏振光的参数，可以确定金属材料的复折射率n，还可以得到、等材料常数。-通过椭偏法测量金属的折射率，7/10/2020，1.3.3金属表面反射的频率特性，从电子理论的角度来看，电导率是由于金属中存在高密度自由电子(约1022/cm3)。当光照射到洁净抛光的金属表面时，自由电子在光场的作用下将被迫振动，产生亚波，亚波由强反射波和弱透射波组成，透射波将被迅速吸收。不同金属的自由电子密度越高(电导率越高)，反射率就越大。对于相同的金属，入射光

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