连续渐变介质的折射现象分析
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连续渐变介质的折射现象分析

2022-05-21 15:05:02 投稿作者:网友投稿 点击:

材料中最大折射率(金刚石折射率)不超过2.5,圆弧所对应的圆心角最大可能达到多少?

光线穿过几个互相平行、折射率逐渐增大的区域,如图4所示。

即与各介质厚度及个数无关。这个规律可以运用到折射率连续变化的不均匀介质中。由于初始状态下,光束沿x方向垂直入射到介质表面,有:

n0sinθ=n1si1

由图4中的几何关系可知折射率n随y变化的规律,如果y=0时折射率n0=1。由题意知最大折射率不超过2.5,这是能使光束折射对应的圆心角达到最大的折射率极限,取

4 连续渐变介质透镜的应用

龙伯透镜由R.K.龙伯(R.K.Luneberg)于1944年提出,其光学原理正是使用连续渐变介质的折射。龙伯透镜是一种层状结构的介质球,其外层的介电常数与空气相同或相近,越向球心介电常数越大,这样构成的龙伯透镜能把截获的电磁波聚集到一起,当平面波入射到透镜上时,经透镜而被聚焦到与此平面波前垂直的直径的另一端。龙伯透镜与普通光学透镜折射原理如图5所示,近透镜聚焦的位置放一辐射源就能在龙伯透镜另一端镜面上形成平面波发射出去。

龙伯透镜在现实中主要用作雷达反射器、龙伯天线。龙伯透镜反射器用于目标雷达有效反射面积的增强,可产生较大雷达反射截面,应用于雷達目标标识。龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性,可以实现多波束,可支持大角度扫描,主要用于卫星通信、电子对抗等领域。近年来龙伯透镜天线尝试应用在4G移动通信领域,使用其高增益、集束等特性,将原有无线信号分裂为多个互相隔离、相干干扰较小的小区,在解决高密度大容量业务需求中取得了显著的效果。

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