张秋长

(厦门大学嘉庚学院,福建漳州363105)

光在金属界面传播的实折射角计算

张秋长

(厦门大学嘉庚学院,福建漳州363105)

通过对光波矢量分别定义等幅面单位矢量和等相面单位矢量,根据光的传播表达式,分别运用相应的边界条件,并分别求出了光通过介质/金属、金属/介质后的实折射角.通过数值计算可知:对于第1种情况获得的结果与Born和Wolf通过广义的斯涅耳折射定律得到的结果一致;金属/介质的实折射角除了和入射角、介质的折射率、金属的复光学常数有关外,还与金属中等幅面单位矢量和等相面单位矢量的夹角有关,且当2个单位矢量之间的夹角满足一定的关系时,折射角随着入射角的增大出现先增大后减小的现象.

几何光学;光折射;Snell定律;复光学常数;光传输

早在17世纪上半叶,Snell和Descartes就发现当光线穿越由不同介质构成的界面时会发生折射的现象,并总结出了Snell折射定律,成为现代光学原理的重要基础[1].这一定律被广泛应用于理解光在非吸收的透明物质中的传播行为.但当被扩展和应用于强的光吸收材料,如金属边界时,这一问题至今仍未能被很好地认识和理解.

过去的几十年中许多学者对光散射几何光学近似(geometrical optics approximation,GOA)进行了研究[2-13],GOA方法能够克服Mie理论计算大颗粒散射振幅耗时的缺点.而对于吸收性颗粒GOA的研究,存在计算吸收性颗粒中光的传播路径和菲涅尔系数的困难[14],有研究者通过引入有效折射率,提出了在吸收性介……