Reflexionskurven

Reflexionskurven sind grafische Darstellungen der Reflexion einer Oberfläche oder eines Materials. Sie zeigen typischerweise den Anteil des einfallenden Lichts, der reflektiert wird, in Abhängigkeit von Größen wie Wellenlänge, Einfallswinkel oder Polarisation. Ziel ist es, aus der Form der Kurve Rückschlüsse auf die optischen Eigenschaften einer Schicht oder Grenzfläche zu ziehen.

Theoretischer Hintergrund bildet die Fresnel-Gleichungen. Für einen planaren Grenzfall zwischen Medium n1 und n2 hängt der Reflexionsgrad R von der Polarisation ab. Bei schwingender, kohärenter Strahlung gilt zum Beispiel R_s = |(n1 cos θi − n2 cos θt)/(n1 cos θi + n2 cos θt)|^2 und R_p = |(n2 cos θi − n1 cos θt)/(n2 cos θi + n1 cos θt)|^2, wobei θt durch Snell’sches Gesetz n1 sin θi = n2 sin θt bestimmt wird. Unpolarisiertes Licht ergibt R = (R_s + R_p)/2. Für dünne Filme erzeugt Interferenz zusätzlich charakteristische Schwankungen der Reflexion, deren Muster von Dicke, Brechungsindex und Beschaffenheit der Grenzfläche abhängen.

Messung und Anwendungen: Reflexionskurven werden mit Spektralphotometern oder Goniometern aufgenommen, um spektrale Reflexionsgrade oder Winkelabhängigkeiten zu erfassen. Sie dienen der Charakterisierung von Beschichtungen, Dünnschichten und Oberflächenrauheit, der Optimierung von Antireflexlacken, der Bestimmung von Filmdicken sowie der Auslegung von Sensoren und optischen Bauelementen. Erweiterte Methoden wie Ellipsometrie nutzen ähnliche Prinzipien, um komplexe Brechungsindizes und Dicken zu bestimmen.

Siehe auch Fresnel-Gleichungen, Reflexion, Transmission, Dünnschichtoptik, Ellipsometrie.