Appunti Digitali (apple pencil) di teoria ed esercitazioni per Tecnologie Ottiche

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di sergiosutti

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Esame Tecnologie ottiche

Facoltà Ingegneria dei sistemi

Dal corso del Prof. De Silvestri Sandro

Università Politecnico di Milano

A.A. 2020-2021

103 pagine

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Estratto del documento

Tecnologie

ottiche 16109120

contorno

Manuele

Equazioni al

condizioni

di e

mezzo 2

Mezzo

① dielettrica

Materiali

O

↳ flusso =

②

è Bnn Bn

① normale

O =

= ,

5 È

È 0

② Ea

§ Era

= = =

× .

- .

d- A

F. I

I )

libera

densità carica

③ di

=p , F

5 +

: = E. →

È ( lineari

)

dialettici

E

= Ec

E. ×

( )

1 -1

E.

= ×

E

= Er

Ipotesi superficie

O sulla

: =

p .

FI

O

= Era

Dna En

da =

= En E .

. .

I

Fat è

④ +

= da

E

tt rt

÷ -

pro I

Ipotesi O

: è

Ex F- Ha

= = .

JA

→

I H

= per

µ . 1

Dielettrico =

per

Ba Bar

÷ .

Bae

Ban = Bene

Ban = Fresnel

Relazioni di

TRASVERSA ay

ELETTRICA Ne

lei

Interfaccia sul piano

I E ha

xp xy

TRASMESSA

N .

, Onda

E piana :

En Eileen )

" -

E

Br P E

Riflessa .

e per s @

I I

× IN

^ C

e r

z | INCIDENTE

: nel

P

Campo 1

elettrico vicino :

mezzo

→

tutti

→ ri

eileen

È )

→ È

" -

E Eo

Eo +

= e

, i ,

Nel :

mezzo

eileen

→ → )

E Eo -

= a

, →

→ far

eilair-w.to

nei

miti

HA

E

E = ,

, È

citerà

Èo

eiieàir È

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, .

tre

turbe Ht

valga :

e Chia

bio

eài ) rt )

wa t

E

( ( t

= -

w -

- .

. È

bossiano O :

= Wat

f A =

= un

w -

- -

cui = Un

Zoomiamo O

A :

fati £ pt

se = =

e .

, Ed

I

lei

E

t i

)

( =

- - . -

, . .

là

bio piano

sulla sulla

giacciono stesso

, ,

Prodotti scalari :

lei On

ben

-0 sin

sin = N

n i stesso

ben

lei nello mezzo

e ①

o =

i a

sin team sino

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m a

sino

sin

% = E non

nn er i a )

( Snell

-0 di

e sin legge

sia = ne

un i a

Eon

E Eos

t =

ai e

-0 boa

-0

Boa

Boi disegno

vedi

cos - cos

cos

i i a )

(

e Eos

Eoi Eon

cosa -0 D= EE

cos vos

n -

i a

TRASVERSA

MAGNETICA Mi

↳

" a " ssa

n . Er

Bn h

En p

RIFLESSA e per s ×

Z INCIDENTE

{ E

cosare

Eoicosoi Eo casa

+ =

- a

, Eos

Boi Boa Eon

Eoi

Bon tu

+ =

= nn a ,

riflessione

Coefficiente di

TE :

-4

cosa

= non

÷ ne

n css-oitncoso.si nn

riflessione

coefficiente di

TM :

È ncosoitcoso.sn

musei

÷ cos è

po Eoi nn

Snell

Con : sino

sinai ne

nn a

sina.eu -0

sin a

museo = a a

= ri sen

- i

È cosa

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cosette

Eoi TÈ

tu casei

= = -

n sina.tt

coefficiente trasmissione

Analogamente di

per :

TE Eoa

A cosa

= cosette

Eoi

TM -0

Zncos

f =

= i

. microantenne

Eoi

Relazioni fra t

ne : }

A

TE htt

= di AMPIEZZE

bilancio

TM ma -11

energetico

Bilancio Pat

Latenza Pi Pa

↳ =

a ,

MEZZO 1 la

. MEZZO 2

Aa Trasmissione

Riflessione trasmittente

tiflettanaa :

: la

R E T =

= Pi Pi

Rtt 1

= A

In pa

Per

Pi Ii An

Ai =

= = a

I In Aa

Ai A

i ,

cosa In cose

Ii A +

A A

caso

= .

i n

Ii Ia

-0 cosa fa

In +

= cos

cos i n

Intensità onda

di un' :

nei

I : = in Eosi

ai È

E

E t

= n ne

un . cosa i

Eoni (È

Eo E

)

= n

i ;)

(

si si 1

+ =

Confrontando R T 1

+ :

con

per

R = ti

(è

te R

1 n

riflessione 1

esterna >

< ne

n n

: . ,

Riflessione interna 1

ma ne

: ne ,

I

( )

vetro

aria

> →

io ① Brewster

Angolo di

i rancori =

" n

- 1

- le

Per TM scegliendo opportunamente

onde , !

onda riflessa

I

(

-0 e

ai posso avere

non

i ,

ve ne

( vetro

↳

1 →

ii.

. Angolo

A critico

! sina.eu

ai - e

- i

+ µ '

i ,

| i

1 I

- riflessione

Salto di fase esterna :

per

sfasamento sfasamento

a a

TI ti

- - - "

TM

TE ;

E

9 I

| l 9 ①

i i

900 e a

riflessione

Salto di fase interna :

per

a diventa

a se

ben complesso

: si

= e

sn /

¥ E cosa

TE son

: = i

tanto TÈ in cose

TM =

: i

¢ TM

TI f

- ,

\ l

' :

I I

' i

TE i -0

I 9

e ai

. 18 9.120

Fresnel

Rombo di 90 ° TE .TN

fra e

500

Q →

= . . . . circolare

polarizzazione

.tn ① 400

te e (

Riflessione -0

ai )

totale

interna > .

1mi 1 R =

= t'

nn è 1

E

| e

a se = Nn

9 ×

① i

Ne EÌ )

il na

Ea E

= e

. È

dove .at ben thea

X

= y

, cost

fessi les

= x y

costosi = (

- )

Snell

siiloii

1- mi

le ① -0

-0 -0

sin

sin =

= = n

i i

e a

→

les " ×

asse

le E

① diventa

cosa complesso

> a

cosa i

= T

fer

le i

È +

× y

a .

Definiamo lea

= pi

lessi

ai wt a Y

× - è

E io

E 1

= = .

a .

propagazione l'

lungo con

asse x ,

che lungo

ampiezza l'

decada asse y

( " " )

onda evanescente

Teoria dielettrica

dei multistrato strato

singolo

cominciamo 1

con :

f .

. Nn

No N s

, ,

T o

t.jo substrato

←

- indietro

L' nello

rimbalza avanti

onda e riflesse

tante

generando onde

strato e

trasmesse

. intrattabile

Emblema strati

più

con

alternativo

cerchiamo metodo

n '

tra Ns

× i quadratini

En Ein

y . . tutti

sarebbero

Alle

. linea

li stessa

Èn sulla

Era

te e . B (a) (e) (b)

(a)

interfacce :

{ (a)

E Eo Era Ei

= +

a . (b)

Ei Ea

E En

= =

e . . .

Campi magnetici :

{ Bon

Ba Ba -0A

-0

Bo cose cosa

= cos

cos -

. .

. . .

Bra -0

-0g

Bio Bar

Be -0

= =

Cos Cos Cos

- te

B che E

B

E

Convento ricordando

in E

Eid

End

{ folto

Lean

= µ -

lei

End Ea

B =

=p ys

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cosa

dove cosa

= ps

È =

po I E

fa ;

cos

i si .

eis

Era

Ei =

. ( )

land

E sfasamento

con d

-0A

= cos

a .

¥7 d

= nn cos ai

(

Ei nella

anche

stesso sfasamento

= e se va

. . direzione opposta

)

Ei eis

= .

Sostituendo

: is

{ "

Eizt E

Ee E

Era è

= e i.

a. io

Be "

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I

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= g. e

- - in

. . .

Risolvo Ein

per e

tenere io

e "

)

(

Eire È e

. l

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Eccoci Bel Eid

{ È

+ -1

= - . Eid

LE

Ba al

E Bene

in sina.lt

= gn -

- . .

÷ il :D

⇐ - il :D

l ì

ii.

fa di

avessi strato

più :

uno a a. a .

. '

matrice ogni ne

n n

una per ns

strato . . .

;)

( ns.imnffi

mini )

§ te

' . (a) (

(b) )

N

- .

µ riflesso

viene

quanto

Q interessa e

me complessivamente

quanto trasmesso

viene multistrato

tutto

da .

{ E

E t

= nn

a E

E =

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µ B i )

E

g. -

= an

B E

= ys

e a . il

ieri ÷÷÷

⇐ É

:D

divido che A

ricordando ÷

per e

µ :

iii.

( )

1 t

p n

. Nn È

Mr Ma

ty.gs

= -

su . Ma

Mia Mi Men

+ +

fa Js

po Js e

f 2

= MI

M Marty

Ma net

Jo + Jays , TE

Abbiamo fatto tutto onde

per .

TM ? quasi !

E uguale

onde

per TE TM

cose è

I

g. =

a . -0

( cos 21/09/20

Incidenza normale strato

-0

f- O -0

= fa = ¥

= ns cos

n a

o .

→

matrice

Elementi di =

: ¥

cross

Mai →

= d

sino

i è

Mie il

= - -

fa nn

Me i sino

sino

= =

- -

Me 8

e cos

Inserendo di

nella formula :

cost

end (

( sino

= -

n no mons

- -

in . ( E

stunt

) cose i sin

I + ns - non

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B

A-

= i

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R Int arabi

= di

C' + nit

nstcois-ln.ms

micro sine

= - - stunt

( ci

usi ( sino

mi cose

not t non

8 =

con n . ottico

definiamo il D= and

cammino

8 A

= X o ( )

Zrendiamo vetro

ad 1,52

esempio =

: n .

, aria

→

ho parametro

→

R O

Mi =

furia

kit , 0,04

periodica

cio .

' 4

net , L

l I I

I

t.rs

l l I

. ho

0,5 0,7

0,1 0,3 0,6

0,4

0,2 modicamente diverso base

comportamento di

fatto

al <

se ns

o .

minimi

Massimi :

( N 2,3

0,1

§ 2N I

= + =

con , .

( ho

A e

= 4 (

D= d)

( ) lo

2N D=

-11 ne

4ns

Caso particolare Neo :

D= da ho

= con Nn

. "

" quanti

lambda

condizione a antiriflesso

applicazione strati

Condizione incidenza

di normale

(% )

D=

Condizione 0,25

4 nn )

(

2ITL

S " "

spessori

= a

21T

= lo { O

cosa =

= E 1

2 sin =

(

R )

= ?

sta

non mi 0

R 0 se =

= non -

, %

se un

minimo

il R

di 0

va a § ¥

antiriflesso

strato )

Esempio 1,52 I vetro

: =

con ns 1,23

n , ①

nIFIEesyso@a.p

stonato

singolo aria

8 ÷d

2 "

= = ^

. / ns

D=

(

I

= '

andata

8 in ha

I

I ns

Un uno

ritorno C

al i : !

? !

28 Interferenza costruttiva NO

=p in ' I

sfasamento di tt

perché <

nn ns

sotto

Con strato

altro :

un 2T sfasamento :

no antiriflesso

lo strato

ti . Ns in

sia entrata

funziona !

uscita

. in

che

n .

antiriflesso due strati

È ln

)

bighelloni

! '

ti nn ne .

Meno Mi Me

= .

: lei

. ,

giga ysgi Inle

R

= =

✓ giro tgsgi '

)

nomi

( nsni

= -

tnsnn

nomi

ni astri 0

R O se =

= no -

# tu con

si =

÷ =

se n .

ne nn ottengo

strato risultati

doppio

Con un !

migliori

molto ottengo

Esempio 2,1

1,65

: =

con = ne

nn e

Rnesiana 0,1

Meglio 3 strati

con :

ancora

È °

6,6 -

Rimenano 10

= . )

esercitazione

I ad

vedremo 23109120

Esempio GF

Al 1,65

: nn

I ti

ne 02 2,1

Zr : =

ns 0,1%

R =

R

a 5

- to 550am

% .

0,1% -

- Iso

4150 '

sto ho [ ]

non nd

SIMMETRICO perché

NON -2%

incidenza 900

quando è angolo non

TE

è onde

differenza !

ci TM

tra e

specchi dielettrico Tloribaltato

¥ struttura

←

I I L

Replicando struttura

la :

: )

Con

N strati

§ coppie

no L normale

Incidenza

I D=

}

← 4N

L

MH

Mal ML

= on : i

i :

f- Non )

= -8%

O "

( )

M Mn

n.tt#Y-nsC- In

su noi In

n C-

- ns

Inle

re li

I

( " i

)

÷ ) n

= .

in .in

liner 1

N → a

R

.nl

N R

2 %

assisto

= =

99,56

100

- ,

90 - N

Ne 6 99,56%

R

6 = =

so . .

FO - neo

30 -

20 - 8150

Ìo

sto 6150

! 4150 ]

ho [

35 non

Realizzazione degli strati

crogiolo aperti Nel

Vengono

↳ che sotto

intermittenza

ad depositano

forma si

vapore

evaporazione

toto alto i i

=) H

✓

Interferometria

Fabro

tende

Pensa

quello

Studieremo di quello di

- e

Nicholson .

Interferometro Falny -

} ho n

ns =

n 8 Npd

' =

ne fa 0

fa =

n neII'

si siis

(

R = - cttcntneisinot

nei cent cose

{ 8

Re 0 =

se MIT nitidi

II.

;

Rm sedicenni

F- R

1- o

cambio

^ -

- - - cambiandolo od

miei

mi centri 8

( specchi 90%

Per l' interferometro

fare d

deposito degli specchi

lati

sui . btslces

Relazioni di

I

I T

neo

E

I

n .

nf a te .

, il tempo

Inventiamo : l

I

reo patto

i I

I MEO

MEO l

l i

| µ

µ ti

te I

I . I

1 % l

I ti '

' ne

ne '

' te

te il

Eet

tutto .

. I

| I

{ ( rt tritolo o_O

)

ri Eo

( E

ft + = .

{ ne in

- Fresnel

grafici di

' per

ff = -

A }

1in

= ' ai

At 1-

-1++1

A §

III

Eott Eon '

Metodo "

inlinea : "

Er En

= e '

" Erin

" =

n '

E

Ea =

È e

ÈÉ , '

Eon

Es -1

. . - -

. -

. . -

. . .

- .

Eo Eco

Ea Ea Eco '

Est

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