电磁波界面反射+仿真分析..docx

一、要求 学习：电磁波界面反射 + 仿真分析 一束5W的线偏振光以 φ= 45 度方位角振动，垂直入射到玻璃 - 空气表面，该光束波长0.6 m，玻璃介质折射率1.54 @0.6 m，当入射角θ从0-70 度变化时，通过给定条件，分别完成如下要求： 1 建立数学模型；2 画出该光束反射光的光强曲线（I-θ）；3 分析该反射光束的偏振态变化，画出偏振方向变化曲线（φ-θ）和偏振光束相位变化曲线（Φ-θ）。（注：光束从光密到光疏的界面，在入射角θ从0-70 度变化中，包括了临界角θc）二、数学建模1、由理论知识可以得到以下结论：θ=45°，所以，可得再又公式：可画出对应I-θ曲线。2、对于反射光有：由入射光偏振角为45°可得：再又，得到可画出对应的φ-θ曲线。3、当入射角小于临界角时，，均为实数，其正负号反应相位的变化：当，大于0时，为0；当，小于0时，为180°。当入射角大于临界角时，，均为虚数，有又上述公式可以画出对应的Φ-θ曲线。三、模拟仿真I-θ曲线如下：φ-θ曲线如下：Φ-θ曲线如下（分p光、s光）：四、总结与感悟本次电子作业基本是对书上分析过程的再现以及仿真模拟，比较完好的还原了书上的图形，在做作业的过程中再次加深了对理论知识的理解，加以运用的过程中也发现了自我探索的乐趣。本次作业中涉及了一些比较复杂的代码，因为没有接受过系统的MATLAB训练，一开始比较生疏。通过网上查阅资料最后比较好的解决了相关问题，最后曲线基本吻合理论结果。附件：MATLAB代码%2-1n=1.54;sita1=0:0.1:70;I=5;sita2=asind(sind(sita1)*n);rs=-sind(sita1-sita2)./sind(sita1+sita2);rp=-tand(sita1-sita2)./tand(sita1+sita2);r=0.5*abs(rs).^2+0.5*abs(rp).^2;I_1=r*I;plot(sita1,I_1,b);title((1)反射光的光强曲线);ylabel(反射光强 I);xlabel(入射角);%2-2sita1=0:0.1:70;sita2=asind(sind(sita1)*1.54);rs=-sind(sita1-sita2)./sind(sita1+sita2);rp=-tand(sita1-sita2)./tand(sita1+sita2);phi=atand(rs./rp);n=length(rp);for i=1:1:n; if imag(rp(i))==0 m=i; endendx=zeros(1,m);phi1=zeros(1,m);for j=1:1:m x(j)=sita1(j); phi1(j)=phi(j);endplot(x,phi1,b);title((2)偏振方向变化曲线);ylabel(偏振角);xlabel(入射角);%2-3sita1=0:0.1:70;sita2=asind(sind(sita1)*1.54);rs=-sind(sita1-sita2)./sind(sita1+sita2);rp=-tand(sita1-sita2)./tand(sita1+sita2);phi=atand(rs./rp);n=length(rp);for i=1:1:n; if imag(rp(i))==0 m=i; endendphi_p1=zeros(1,m); %入射角小于临界角时的入射角横坐标phi_p1_=zeros(1,m);%临界角前p光相位phi_s1_=zeros(1,m); %临界角前s光相位phi_p2=zeros(1,length(rp)-m);%入射角大于临界角时的入射角横坐标phi_p2_=zeros(1,length(rp)-m); %临界角后p光相位phi_s2_=zeros(1,length(rp)-m);%临界角后s光相位for j=1:1:n-m phi_p2(j)=sita1(j+m);end for h=1:1:n-m phi_p2_(h)=rad2deg(angle(rp(h+m))); phi_s2_(h)=rad2deg(angle(rs(h+m)));endfor k=1:1:m phi_p1(k)=sita1(k); if rp(k)0 phi_p1_(k)=180; end if rs(k)0 phi_s1_(k)=180; endendplot(phi_p1,phi_p1_,r);hold onplot(phi_p2,phi_p2_);hold offfigureplot(phi_p1,phi_s1_,r);hold onplot(phi_p2,phi_s2_);hold off