Multiple beam interference with near-grazing waves in dielectric wedges: polarization dependence

G. Rodríguez-Zurita, J. Vázquez-Castillo and J. Pedraza-Contreras

Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Apartado postal 948, Puebla 72000, Pue. México.

Recibido el 18 de agosto de 2003. ]]> Aceptado el 2 de febrero de 2004.

Abstract

Multiple beam interference of near-grazing waves has been recognized as responsible for bright interference patterns in dielectric wedges. Near-grazing waves are traveling waves having wave vectors forming an angle of nearly π/2 with the normal of a planar surface. When two such surfaces form a wedge with near-grazing waves within, two main features determine interference pattern formation. First, the values of the Fresnel reflection coefficients are close to unity for near-grazing waves. Second, the phase dependence as a function of the gap between surfaces is step-wise nearly constant for the same kind of waves. Both features have polarization dependence, so polarization dependence of interference patterns are also expected. Numerical results for s and p polarizations are presented under monochromatic and polychromatic illuminations. Experimental observations are also shown.

Keywords: Interference; polarization; dielectric interfaces.

Resumen

La contribución de la interferencia de múltiples ondas casi-rasantes se ha reconocido como responsable de los brillantes patrones de interferencia que aparecen en cuñas dieléctricas. Por ondas casi-rasantes entendemos ondas viajeras cuyos vectores de propagación forman ángulos cercanos a π/2 respecto de las superficies dieléctricas planas. Cuando dos de estas superficies se acercan para formar una cuña conteniendo ondas casi-rasantes, aparecen dos características que determinan la formación de patrones de interferencia. Primero, los valores de los coeficientes de reflexión de Fresnel resultan cercanos a la unidad. Segundo, la dependencia de la fase como función de la separación entre las interfaces sigue un comportamiento constante por tramos. Ambas características dependen de la polarización de las ondas interferentes, de modo que es de esperarse una dependencia en la polarización por parte de los patrones de interferencia. Se presentan resultados numéricos para las polarizaciones s y p bajo iluminaciones tanto monocromática como policromática. Se muestran también observaciones experimentales.

Descriptores: Interferencia; polarización; interfaces dieléctricas.

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Acknowledgements

Partial support from CONACyT (41704) is appreciated. Some results were presented at the ICO Topical Meeting on Polarization Optics 2003.

Referencias

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