反射镜是光学实验室和光学仪器设备中最常用的光学元件。光智科技提供低热膨胀系数、优质面型精度（λ/10）、优质表面质量（15-5）的金属反射镜和介质膜反射镜。本文介绍了菲涅尔方程、金属反射镜、介质膜反射镜的原理，以及光智科技的平面反射镜产品。

  法国物理学家菲涅尔（对，就是发明菲涅尔透镜的那位童鞋）使用波动光学理论解释光在不同介质界面传播的反射、折射性质。

  光可以用任意一组正交偏振电磁波来表示，菲涅尔方程将光分解为s偏振光和p偏振光，利用电磁理论的边界条件，求解反射和透过率。

对于s偏振光（TE模式）在介质界面传播，有如下电磁场边界条件：

对于p偏振光（TM模式）在介质界面传播，有如下电磁场边界条件：

可解出s偏振光和p偏振光的振幅反射系数和振幅透射系数：

振幅反射系数和振幅透射系数是入射角度（AOI，angle of incidence）和折射率的函数。光疏介质入射光密介质（n1<n2）与光密介质入射光疏介质（n1>n2）两种情况，方程不同，如下图所示。

 对于光疏介质入射光密介质情况下，振幅透射系数随入射角度增大而减小，而相对地，振幅反射系数随入射角度增大而增大。

      对于光由光密介质入射光疏介质的情况下，当入射角度大于临界角arcsin(n₂/n₁)时，会出现“全反射”现象（Total Internal Reflection）。

 光纤就是利用了全反射原理，跨越山和大海，实现远距光通信。我们正在进入全光万物互联的时代！据悉，目前华为已发布了面向F5G时代的智简全光网战略，推出了10G PON、Wi-Fi 6、eAI ONT、200G/400G、Liquid OTN等创新技术和产品，聚焦“全光传送、全光接入、全光数据中心、全光园区”四大场景进行持续性创新！

 当入射角度与折射角度垂直时（布儒斯特角，Brewster angle），p偏振光的反射系数为0，此时反射光只有s偏振光，产生全偏振现象。利用这一原理，采用“片堆”可从自然光获得偏振光；布儒斯特窗实际应用在激光谐振腔中。

 对于透射光，透射系数总是正值，说明折射光与入射光的相位总是相同的，无相位改变。对于反射光，“光疏介质入射光密介质（n1<n2）”与“光密介质入射光疏介质（n1>n2）”两种情况，“入射角度>布儒斯特角”与“入射角度<布儒斯特角”两种情况下，s偏振和p偏振光有可能产生“半波损失”。

反射率和透过率可由下式计算：

 因此，s偏振光和p偏振光的反射率为：

当光线以近法线正入射时，反射率和透射率分别为：

光疏介质入射光密介质（n1<n2）与光密介质入射光疏介质（n1>n2）两种情况下，s偏振光和p偏振光的反射率、透射率曲线如下图所示：

菲涅尔反射方程很好地阐释了这一现象：在正入射下，水面反射率不高，但在掠入射下，却形成了很强的镜面反射！

金属反射镜原理

反射镜往往镀有金、银、铝金属膜，为什么金属的反射率很高呢？金属具有复数折射率：

因此，对于金属介质，其麦克斯韦方程组的形式与介电介质不同，考虑空气正入射金属反射镜的情况，将金属的折射率带入，有：

金、银等金属在可见光~近红外波段的折射率如下图所示，其实部接近0，虚部非常大，所以金属在这些波段具有很高的反射率，常常用于制作反射镜。

常见金属的反射率光谱如下：

介质膜反射镜

由于金属本身具有一定损耗，金属反射镜的反射率只能达到99%以下, 在高功率激光应用中，往往采用介质膜反射镜（Dielectric mirror & Bragg mirror）作为反射镜，通过多层介质膜的实现反射光的干涉相长，以实现超高的反射率（甚至可达到99.999%）和消除热效应造成镜面损坏。