ブリュースター角とは何か？求め方は？

2017年1月23日

2019年10月29日

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ナベヤン

　

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ナベヤン

浪人したにもかかわらず、大学受験に失敗し後期試験の大学に収まる。入学後寮で１個下の同じ高校の現役東大合格者と同部屋になり、学歴コンプレックスが噴出する。またアルバイトで某ハンバーガーショップで働くも奴隷のように雇われることに疑問を持ち、大学３年生の半ばにブログで塾を作ることで起業。受験でネット業界を制圧した。

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ブリュースター角というのは、光デバイスを作る上で、非常に重要な概念です。

なので、このブリュースター角がどのように使われるのか等を書いてみました。

ブリュースター角とは？

ブリュースター角とは何か？

一言で言うと、『p偏光の反射率が０になる入射角』のことです。

そして式で表すとこのように表す事が出来ます！
tanθ_b=n₂/n₁
となり、

と表せます。

ブリュースター角の利用法

ブリュースター角はエリプソメトリー、つまり『薄膜の屈折率や膜厚測定』に使われます。

この装置をエリプソメーターといって、最初薄膜に入射するレーザーの偏光と反射して出てくる偏光の『強度比』から様々なパラメーターを計算して、屈折率と膜厚を測定してくれます！

これは、やはりs偏光とp偏光の反射率の違いによって、s偏光とp偏光が異なるものになるからです！

ブリュースター角を考えるときに必ず出てくるこの図

ブリュースター角の話が出てくると必ずこのような図が出てきます。

（出典：refractiveindexインフォ)

この図は、縦軸が屈折率で横軸が入射角です。

この図が何を表しているかと言うと、

このように、p偏光の反射率が0になっている角度がありますよね。この角度が、『ブリュースター角』なんですよ！

人によっては、この場所を『ディップ』（崖）と呼んでいます（先輩がそう呼んでいた）。

崖のように急に反射率が落ち込んでいるからだと思われます。

s偏光とp偏光で反射率、透過率の違いができる理由

実は、ブリュースター角、つまりp偏光の反射率が0になり、反射光がs偏光のみになるこの現象は、実はマクスウェル方程式で説明が可能なのです。

このs偏光とp偏光の反射率の違いが出来るのは、経験則だと思っていましたが、実際は違うようです。

マクスウェル方程式で電界や電束密度の境界条件によって導出する事が出来るようなのです。

詳しくはマクスウェル方程式から導出しているコチラをご覧下さい！
『マクスウェル方程式からブリュースター角を導出する方法』

でも、この数式をできるようにする必要は無いと思われます。まあ、S偏光とp偏光の反射率透過率は異なるということがわかっておけば大丈夫だと思います！

マクスウェルすごすぎでしょww

それでは！