Optical constants

Refractive index of Air

Ciddor 1996: n 0.23–1.690 µm

Data
formula 6
Range
0.23–1.69 µm
Temperature
288.15 K
Licence
CC0-1.0

Plot

Click the plot to set the calculator wavelength.

At one wavelength

Range 0.23–1.69 µm
Refractive index n
1.00028
Extinction coefficient k
0
Permittivity ε1
1.00055
Permittivity ε2
0
Absorption coefficient α
0 cm⁻¹
Penetration depth δ = λ/(2πk)
— nm
Abbe number Vd
89.301
Chromatic dispersion dn/dλ
-1.59084e-05 µm⁻¹
Group index ng
1.00029
Group velocity dispersion
0.0302171 fs²/mm
Dispersion parameter D
-0.164851 ps/(nm·km)
Photon energy
2.11001 eV

ε = (n + ik)², α = 4πk/λ, ng = n − λ dn/dλ, GVD = λ³/(2πc²) d²n/dλ², D = −(λ/c) d²n/dλ². Group-velocity dispersion is given for formula data only.

Use it in Lightsmith

Load this data in Python, simulate in one more line

pip install lightsmith
import lightsmith as ls

# Air: Ciddor 1996: n 0.23–1.690 µm
air = ls.fetch_refractiveindex("other", "air", "Ciddor", ref="c5c2f188e848453def5970e347399d653df2ffc2")
print(air.range_nm)  # (230, 1690) nm
eps = air.eps([633])  # complex permittivity

Downloads the original record once (pinned to the imported snapshot) and caches it.

Lightsmith is open source (MIT): Mie, T-matrix, BEM, DDA, FDTD, RCWA, TMM, mode solvers and inverse design behind one spec, on CPU or GPU. GitHub.

Dispersion formula

Gases (formula 6), λ in µm
n−1=0.05792105238.0185−λ−2+0.0016791757.362−λ−2

Valid from 0.23 to 1.69 µm.

Coefficients as stored
CiValue
C10.0
C20.05792105
C3238.0185
C40.00167917
C557.362

Comments and conditions

Standard air: dry air at 15 °C, 101.325 kPa and with 450 ppm CO2 content.

Conditions

temperature
288.15 K
pressure
101325

References

P. E. Ciddor. Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared. Appl. Optics 35, 1566-1573 (1996)
[Calculation script (Python) - can be used to calculate the refractive index of air for specific values of humidity, temperature, pressure, and CO2 concentration]
  • doi:10.1364/ao.35.001566 Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared, Applied Optics (1996)

Cite

Philip E. Ciddor. Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared. Applied Optics, 35, 1566 (1996), doi:10.1364/ao.35.001566; [Calculation script (Python) - can be used to calculate the refractive index of air for specific values of humidity, temperature, pressure, and CO2 concentration]; Data from the refractiveindex.info database (M. N. Polyanskiy, Sci. Data 11, 94 (2024), doi:10.1038/s41597-023-02898-2)

Data

Computed on 400 wavelengths, the same grid as the API and the library
Air, Ciddor 1996: n 0.23–1.690 µm: n and k versus wavelength
λ (µm)n
0.231.000308
0.2311531.000308
0.2323111.000307
0.2334751.000307
0.2346451.000306
0.2358211.000306
0.2370021.000305
0.238191.000305
0.2393841.000305
0.2405831.000304
0.2417891.000304
0.2431.000304
0.2442181.000303
0.2454421.000303
0.2466721.000302
0.2479081.000302
0.249151.000302
0.2503991.000301
0.2516531.000301
0.2529141.000301
0.2541821.0003
0.2554551.0003
0.2567361.0003
0.2580221.000299
0.2593151.000299
0.2606141.000299
0.261921.000298
0.2632331.000298
0.2645521.000298
0.2658781.000298
0.267211.000297
0.2685491.000297
0.2698951.000297
0.2712471.000296
0.2726061.000296
0.2739721.000296
0.2753451.000296
0.2767251.000295
0.2781121.000295
0.2795051.000295
0.2809061.000295
0.2823131.000294
0.2837281.000294
0.285151.000294
0.2865791.000294
0.2880151.000293
0.2894581.000293
0.2909091.000293
0.2923661.000293
0.2938311.000292
0.2953041.000292
0.2967841.000292
0.2982711.000292
0.2997651.000292
0.3012681.000291
0.3027771.000291
0.3042941.000291
0.3058191.000291
0.3073521.000291
0.3088921.00029
0.310441.00029
0.3119951.00029
0.3135591.00029
0.315131.00029
0.3167091.000289
0.3182961.000289
0.3198911.000289
0.3214941.000289
0.3231051.000289
0.3247241.000289
0.3263511.000288
0.3279871.000288
0.329631.000288
0.3312821.000288
0.3329421.000288
0.3346111.000288
0.3362871.000287
0.3379721.000287
0.3396661.000287
0.3413681.000287
0.3430791.000287
0.3447981.000287
0.3465261.000286
0.3482621.000286
0.3500071.000286
0.3517611.000286
0.3535241.000286
0.3552951.000286
0.3570761.000286
0.3588651.000285
0.3606631.000285
0.3624711.000285
0.3642871.000285
0.3661121.000285
0.3679471.000285
0.3697911.000285
0.3716441.000284
0.3735061.000284
0.3753781.000284
0.3772591.000284
0.3791491.000284
0.3810491.000284
0.3829591.000284
0.3848781.000284
0.3868061.000284
0.3887451.000283
0.3906931.000283
0.392651.000283
0.3946181.000283
0.3965951.000283
0.3985831.000283
0.400581.000283
0.4025871.000283
0.4046051.000283
0.4066321.000282
0.408671.000282
0.4107181.000282
0.4127761.000282
0.4148441.000282
0.4169231.000282
0.4190121.000282
0.4211121.000282
0.4232221.000282
0.4253431.000282
0.4274741.000281
0.4296161.000281
0.4317691.000281
0.4339331.000281
0.4361071.000281
0.4382931.000281
0.4404891.000281
0.4426961.000281
0.4449151.000281
0.4471441.000281
0.4493851.000281
0.4516371.00028
0.45391.00028
0.4561741.00028
0.458461.00028
0.4607571.00028
0.4630661.00028
0.4653871.00028
0.4677191.00028
0.4700631.00028
0.4724181.00028
0.4747851.00028
0.4771651.00028
0.4795561.00028
0.4819591.000279
0.4843741.000279
0.4868011.000279
0.489241.000279
0.4916921.000279
0.4941561.000279
0.4966321.000279
0.4991211.000279
0.5016221.000279
0.5041351.000279
0.5066621.000279
0.5092011.000279
0.5117521.000279
0.5143171.000279
0.5168941.000279
0.5194841.000278
0.5220871.000278
0.5247031.000278
0.5273331.000278
0.5299751.000278
0.5326311.000278
0.53531.000278
0.5379821.000278
0.5406781.000278
0.5433871.000278
0.546111.000278
0.5488471.000278
0.5515971.000278
0.5543611.000278
0.5571391.000278
0.5599311.000278
0.5627371.000278
0.5655571.000278
0.5683911.000277
0.5712391.000277
0.5741011.000277
0.5769781.000277
0.579871.000277
0.5827751.000277
0.5856961.000277
0.5886311.000277
0.591581.000277
0.5945451.000277
0.5975241.000277
0.6005181.000277
0.6035271.000277
0.6065521.000277
0.6095911.000277
0.6126461.000277
0.6157161.000277
0.6188011.000277
0.6219021.000277
0.6250181.000277
0.628151.000277
0.6312981.000277
0.6344611.000277
0.6376411.000276
0.6408361.000276
0.6440471.000276
0.6472741.000276
0.6505181.000276
0.6537781.000276
0.6570541.000276
0.6603461.000276
0.6636551.000276
0.6669811.000276
0.6703231.000276
0.6736821.000276
0.6770581.000276
0.6804511.000276
0.683861.000276
0.6872871.000276
0.6907311.000276
0.6941931.000276
0.6976711.000276
0.7011671.000276
0.7046811.000276
0.7082121.000276
0.7117611.000276
0.7153281.000276
0.7189121.000276
0.7225151.000276
0.7261351.000276
0.7297741.000276
0.7334311.000276
0.7371061.000275
0.74081.000275
0.7445121.000275
0.7482421.000275
0.7519921.000275
0.755761.000275
0.7595471.000275
0.7633531.000275
0.7671791.000275
0.7710231.000275
0.7748871.000275
0.778771.000275
0.7826721.000275
0.7865941.000275
0.7905361.000275
0.7944971.000275
0.7984781.000275
0.8024791.000275
0.8065011.000275
0.8105421.000275
0.8146041.000275
0.8186861.000275
0.8227881.000275
0.8269111.000275
0.8310551.000275
0.8352191.000275
0.8394051.000275
0.8436111.000275
0.8478381.000275
0.8520871.000275
0.8563571.000275
0.8606481.000275
0.864961.000275
0.8692951.000275
0.8736511.000275
0.8780291.000275
0.8824291.000275
0.886851.000275
0.8912941.000275
0.8957611.000275
0.9002491.000275
0.9047611.000275
0.9092941.000274
0.9138511.000274
0.918431.000274
0.9230321.000274
0.9276581.000274
0.9323061.000274
0.9369781.000274
0.9416731.000274
0.9463921.000274
0.9511341.000274
0.9559011.000274
0.9606911.000274
0.9655051.000274
0.9703431.000274
0.9752051.000274
0.9800921.000274
0.9850031.000274
0.9899391.000274
0.99491.000274
0.9998851.000274
1.00491.000274
1.009931.000274
1.014991.000274
1.020081.000274
1.025191.000274
1.030331.000274
1.035491.000274
1.040681.000274
1.045891.000274
1.051131.000274
1.05641.000274
1.06171.000274
1.067021.000274
1.072361.000274
1.077741.000274
1.083141.000274
1.088561.000274
1.094021.000274
1.09951.000274
1.105011.000274
1.110551.000274
1.116111.000274
1.121711.000274
1.127331.000274
1.132981.000274
1.138651.000274
1.144361.000274
1.150091.000274
1.155861.000274
1.161651.000274
1.167471.000274
1.173321.000274
1.17921.000274
1.185111.000274
1.191051.000274
1.197021.000274
1.203011.000274
1.209041.000274
1.21511.000274
1.221191.000274
1.227311.000274
1.233461.000274
1.239641.000274
1.245851.000274
1.252091.000274
1.258371.000274
1.264671.000274
1.271011.000274
1.277381.000274
1.283781.000274
1.290221.000274
1.296681.000274
1.303181.000274
1.309711.000274
1.316271.000274
1.322871.000274
1.32951.000273
1.336161.000273
1.342851.000273
1.349581.000273
1.356351.000273
1.363141.000273
1.369971.000273
1.376841.000273
1.383741.000273
1.390671.000273
1.397641.000273
1.404641.000273
1.411681.000273
1.418761.000273
1.425871.000273
1.433011.000273
1.440191.000273
1.447411.000273
1.454661.000273
1.461951.000273
1.469281.000273
1.476641.000273
1.484041.000273
1.491481.000273
1.498951.000273
1.506461.000273
1.514011.000273
1.52161.000273
1.529221.000273
1.536881.000273
1.544591.000273
1.552331.000273
1.56011.000273
1.567921.000273
1.575781.000273
1.583671.000273
1.591611.000273
1.599591.000273
1.60761.000273
1.615661.000273
1.623751.000273
1.631891.000273
1.640071.000273
1.648291.000273
1.656551.000273
1.664851.000273
1.673191.000273
1.681571.000273
1.691.000273

Optical transmission calculator

Free-standing sample in vacuum, normal incidence
Method
Transmittance T
—
Reflectance R
—

Fresnel reflection calculator

Direction
Rp
—
Rs
—
R = (Rp+Rs)/2
—
Phase φp
—
Phase φs
—
Brewster angle θB
—
Critical angle θC
—