Publication

Generalization of Complex Snell-Descartes and Fresnel Laws

Marc-André Dupertuis
1994
Journal Articles

Résumé

Generalized Snell-Descartes and Fresnel laws are derived for harmonic inhomogeneous plane waves that are incident upon a static interface between two continuous absorbing dielectric media that are macroscopically characterized by their electric and magnetic permittivities and their conductivities. A coordinate-free formalism based on complex vector algebra is used to carry out all discussions. Surprisingly, the usual complex Snell-Descartes laws for reflection and refraction and Fresnel laws for polarization are recovered only in the special case in which the vector characterizing the direction of inhomogeneity is in the plane of incidence. In the more general case a new deflection angle between planes of incidence and refraction has to be introduced. An experiment is proposed to test this prediction. A generalized form of the TE and TM modes (with respect to the interface), which are elliptically polarized and which are called parallel electric and parallel magnetic modes, also emerges.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/4320e13f-f7de-4f5f-a2fd-5125256ed111

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Marc-André Dupertuis
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Concepts associés (32)

Coefficient de Fresnel

Les coefficients de Fresnel, introduits par Augustin Jean Fresnel (1788-1827), interviennent dans la description du phénomène de réflexion-réfraction des ondes électromagnétiques à l'interface entre deux milieux, dont l'indice de réfraction est différent. Ils expriment les liens entre les amplitudes des ondes réfléchies et transmises par rapport à l'amplitude de l'onde incidente. On définit le coefficient de réflexion en amplitude r et le coefficient de transmission en amplitude t du champ électrique par : où Ei, Er et Et sont les amplitudes associées respectivement au champ électrique incident, réfléchi et transmis (réfracté).

Réflexion totale

En optique géométrique, le phénomène de réflexion totale survient lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation de deux milieux d'indices optiques différents avec un angle d'incidence supérieur à une valeur critique : il n'y a alors plus de rayon réfracté transmis et seul subsiste un rayon réfléchi. Ce phénomène n'intervient que lorsque le rayon lumineux incident se trouve dans un milieu d'indice de réfraction plus grand que l'éventuel rayon réfracté : réfraction de type verre/air par exemple.

Elliptical polarization

In electrodynamics, elliptical polarization is the polarization of electromagnetic radiation such that the tip of the electric field vector describes an ellipse in any fixed plane intersecting, and normal to, the direction of propagation. An elliptically polarized wave may be resolved into two linearly polarized waves in phase quadrature, with their polarization planes at right angles to each other. Since the electric field can rotate clockwise or counterclockwise as it propagates, elliptically polarized waves exhibit chirality.

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