Оптика
<<  Прикладная голография Поляризационная оптика: история и перспективы  >>
2. Спектральные характеристики сплошной среды 2.1. Вывод основных
2. Спектральные характеристики сплошной среды 2.1. Вывод основных
Разложение на S- и P-волны
Разложение на S- и P-волны
2.3. Матричный метод расчета
2.3. Матричный метод расчета
Картинки из презентации «Спецкурс Многослойная оптика» к уроку физики на тему «Оптика»

Автор: LEM10. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Спецкурс Многослойная оптика.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 337 КБ.

Спецкурс Многослойная оптика

содержание презентации «Спецкурс Многослойная оптика.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Спецкурс Многослойная оптика. 25слоистой среде определяется величиной . В
Профессор А.В.Тихонравов. S– и P-случаях. Поэтому падающий и
2Введение 1.1 Общие сведения. Общий вид отраженный потоки энергии пропорциональны
многослойного покрытия. Подложка: d – от соответственно и . Отсюда следует, что
долей мм до нескольких см Поперечные энергетический коэффициент отражения
размеры от долей мм до метров Слои: равен.
толщина от нескольких мм до нескольких 26Проходящий поток энергии
мкм. Тонкие слои. Подложка. d. пропорционален. Отсюда следует, что
31.2 Области применения Просветляющие энергетический коэффициент пропускания
покрытия для оптики Зеркала (R до 99.9995% равен. Из закона сохранения энергии
- лазерные гироскопы) Фильтры (полосовые, поглощение в среде равно. В случае
отрезающие, ... ) Поляризаторы, поляризованной волны, определяемой углом
светоделители, ... Элементы WDM технологий поляризации. Для неполяризованного света
Защитные покрытия (например, Euro) при наклонном падении.
Декоративные покрытия (Swarowski) 272.3. Матричный метод расчета. Рис.3.
Архитектурные покрытия, стекла Многослойное покрытие состоящее из m
автомобилей, ... однородных слоев.
4Спектральные диапазоны 1 мкм = 103 нм 28Вывод расчетных формул в S-случае.
= 104 ? 200. 400. 700. 10.6. Дуф. Уф. Уравнения для поля в j–ом слое имеют вид.
Ближний ИК. Вуф. Видимый. Дальний ИК. Мкм. Откуда следует уравнение. Определим угол
51.3 История развития Первое покрытие распространения волны в j–ом слое
(просветление оптики) – Германия 30-ые равенством. При этом уравнение для
годы Первая монография – А.Власов, запишется в виде. Это уравнение имеет два
Просветление оптики, 1946 Начало бурного линейно независимых решения.
развития – после появления лазеров С 29Общее решение в слое записывается в
начала 90-х годов – широчайшее виде. Полагая , находим константы и :
использование, от новейших технологий до Дифференцируя выражение для находим .
бытовых приложений Литература: 1. М.Борн, Далее, полагая , получаем. Где.
Э.Вольф Основы оптики, М., 1973 2. 30Введём в рассмотрение матрицу. Эта
A.Thelen, Optical Interference Coatings, матрица называется характеристической
N.Y., 1989 3. Sh.Furman, A.Tikhonravov, матрицей слоя. С её помощью можно
Basicas of Optics of Multilayer Systems, записать. Переходя от слоя к слою,
Editions Frontiers, 1992. получим, что. Где. - Характеристическая
61.4 Немного о технологии Ранние матрица слоя.
процессы: sol-gel, химическая обработка 31Используя начальные условия. Получим,
поверхности С середины 40-х годов: что. Подставляя эти соотношения в общее
напыление в вакууме До начала 80-х годов: выражение для и , получим. Таким образом,
различные модификации PVD Последнее матричный метод расчета дает эффективный
десятилетие: десятки новых рекуррентный алгоритм расчета амплитудных
высокоэнергетических процессов Основные коэффициентов отражения и пропускания.
тонкопленочные материалы: оксиды, фториды, 32При нормальном падении матрица j–го
металлы. слоя равна. Где - фазовая толщина j–го
71.5 Экспериментальные методы слоя. При наклонном падении заменяется на
исследования тонких пленок и покрытий эффективный показатель преломления. - В
Спектральная фотометрия (начиная с ВУФ) s-случае. - В p-случае. При этом фазовая
Спектральная эллипсометрия (видимая толщина слоя в S- и P–случае одинакова и
область и ближний ИК) Атомная силовая равна. .
микроскопия Электронная микроскопия ...... 332.4 Адмитансный метод расчета.
81.6 Основные задачи Расчет и Отношение тангенциальных компонент
исследование спектральных коэффициентов магнитного и электрического векторов
заданного покрытия. Синтез называется адмитансом: Импеданс вводится
(проектирование) покрытий с заданными соотношением. Амплитудный коэффициент
спектральными свойствами. Исследование отражения выражается через адмитанс на
параметров тонких слоев по спектральным внешней границе покрытия: - Эффективный
данным. Исследование параметров показатель преломления внешней среды.
многослойных покрытий по спектральным 34Дифференциальные уравнения для
данным. адмитанса. В S-случае. В P-случае.
92. Спектральные характеристики Начальное условие задается на границе с
сплошной среды 2.1. Вывод основных подложкой. , Где - эффективный показатель
уравнений. Рис.1. Модель слоистой среды. преломления подложки ( различается в S- и
10Уравнения для поля в слоистой среде. - p–случаях).
Электрический и магнитный векторы. 35Рекуррентные формулы адмитансного
Рассмотрим монохроматическую волну с метода расчета. - Адмитанс на правой
частотой : Уравнения для поля примут вид: границе j–го слоя, - Эффективный
11Введем обозначения. - Длина волны в показатель преломления j–го слоя, -
вакууме. - Волновое число. - Комплексная Фазовая толщина j–го слоя. Амплитудный
диэлектрическая проницаемость. Уравнения коэффициент отражения выражается через
для поля запишутся в виде: адмитанс на внешней границе последнего
12Разложение на S- и P-волны. Рис.1.2. (m-го) слоя.
Ориентация электрического и магнитного 36Фазовая плоскость адмитанса. Адмитанс
векторов в S- и P-случаях. – комплексная величина, которую можно
13Покоординатная форма уравнения поля изобразить точкой на комплексной плоскости
(S-случай). Из 2-го, 3-го и 4-го уравнения (фазовой плоскости адмитанса).
следует. Ищем в виде (метод разделения Рекуррентную формулу для адмитанса можно
переменных). Получим. преобразовать к виду. Где. Когда фазовая
14Постоянную в м.р.п. положим равной . толщина слоя изменяется от до , пробегает
Тогда. Решение этого уравнения возьмем в значения от до . При этом движется по
виде. При этом запишется так: Из 3-го окружности в фазовой плоскости.
уравнения в покоординатной записи 372.5. Однослойное просветляющее
уравнений поля следует что. покрытие (случай нормального падения
15Из 2-го уравнения в покоординатной волны). Фазовая толщина слоя. Применим для
записи следует что имеет такую же расчета адмитансный метод: Коэффициент
зависимость от как и . Положим. Где - отражения равен нулю, если. (Фазовая
неизвестная функция (знак минус взят для траектория адмитанса начинается с и
удобства). В целом имеем следующее заканчивается ). Это условие выполняется
представление для поля. При этом 1-ое, если. Второе условие связывает толщину
3-е. 5-е и 6-е уравнение в покоординатной слоя с длиной волны, на которой
записи уже выполняются. достигается полное просветление.
16Из 2-го и 4-го уравнений получаем. Это 38Просветляющие покрытия (общие
и есть основные уравнения, связывающие замечания). Как правило не существует
поля и в S–случае. Для определения материалов с . Типичные значения: Поэтому
постоянной рассмотри поле падающей волны. однослойное покрытие не может обеспечить
Волновой вектор в однородной среде равен. просветление даже на одной длине волны.
Здесь - единичный направленный вектор. Двухслойные покрытия могут обеспечить
17Падающее поле в координатном виде. С просветление на одной длине волны
другой стороны зависимость поля от есть (достаточно для лазеров). Для большинства
откуда. Поскольку зависимость поля от других приложений необходимо просветление
должна быть одинакова во всех средах, то. в широком диапазоне длин волн. Этого можно
Это соотношение есть закон Снеуллиуса. достичь лишь с помощью многослойных
18Покоординатный вид уравнений поля. покрытий.
Ищем и в виде. , Из 5-го уравнения 392.7. Формальная запись многослойного
следует, что. Это означает, что. оптического покрытия. Замечание 1: Во всех
Подставляя в уравнения для поля, получаем формулах мы имеем только . Поэтому при
основные уравнения в P-случае. пропорциональном изменении всех толщин
192.2 Амплитудные коэффициенты отражения слоев спектральные характеристики лишь
и пропускания. S-случай. Из основных сдвигаются по спектру. Замечание 2: В
уравнений получаем, что во внешней среде. случае нормального падения физические
Положим. Во внешней среде есть два толщины слоев входят в формулы лишь в
решения: сочетании . Величина называется оптической
20Из основных уравнений в случае толщиной. Выберем и фиксируем некоторую
падающей волны. И в случае отраженной. - длину волны (основная длина волны).
Амплитуды тангенциальных компонент Измерим оптическую толщину слоя в долях .
электрического вектора падающей и Соответствующая единица измерения
отраженной волн на внешней границе. На называется QWOT. Пример: соответствует
границе с подложкой. Где. Амплитудные оптической толщине 150 nm.
коэффициенты пропускания и отражения 40Рассмотрим покрытие состоящее из слоев
задаются соотношениями. с двумя чередующимися показателями
21Положим . Отсюда получим граничные преломления и . Оптическая толщина для
условия для основных уравнений поля: Из слоев с обозначается , для слоев с - .
непрерывности на внешней границе следует, Пример: Двухслойное покрытие. Пусть.
что. Отсюда. Окончательно для амплитудных Тогда. Или. Или. Формульная запись этого
коэффициентов получаются следующие покрытия:
выражения. 41Замечание : Если материалов больше чем
22P-случай. Из основных уравнений поля два, по и приписываются тем, у которых
следует, что для падающей волны. , А для наименьший и наибольший показатель
отраженной. , Где. Аналогично для преломления, остальным приписываются
прошедшей волны. Где. Как и в S-случае буквы. Пример: - четырехслойное покрытие с
определяем через отношения тангенциальных оптическими толщинами слоев и с
компонент электрического вектора. - показателями преломления . Замечание :
Тангенциальные компоненты электрического Повторяющиеся группы слоев объединяются в
вектора падающей, отраженной и прошедшей круглые скобки и число повторений дается
волн. показателем степени этих скобок. Примеры:
23Положим . Отсюда следуют граничные 422.8. Четвертьволновые диэлектрические
условия для основных уравнений поля: На зеркала. Структура: чередующиеся
внешней границе. Откуда получаем. показатели преломления и , все слои имеют
Замечание: Формулы для и внешне одинаковы одинаковую оптическую толщину (при этом
в S и P-случае. При этом в S-случае. И в основную длину волны называют также
p-случае. Граничные условия для этих центральной длиной волны зеркала).
уравнений также внешне одинаковы. , В Характерные спектральные свойства: Зона
s-случае. Но. В p-случае. высокого отражения в окрестности. Более
242.3. Формулы Френеля. Введем узкие зоны высокого отражения в
показатель преломления равенством. окрестности. Осциллирующий коэффициент
Замечание: В общем случае - комплексная пропускания между этими зонами.
величина: . Закон Снеллиуса, выраженный 43Приближенные формулы для четверть
через показатели преломления. Параметры в волновых зеркал. Первый от подложки слой
расчетных формулах. В случае наличия имеет высокий показатель преломления и
только одной границы раздела. Отсюда число слоев нечетно. Число слоев четно.
следуют формулы Френеля: Пример: Ширина основной зоны высокого
252.4. Энергетические коэффициенты отражения. , Где. Замечание : ширина
отражения и пропускания. - вектор растет с увеличением.
Пойнтинга. Поток энергии вдоль нормали к
Спецкурс Многослойная оптика.ppt
http://900igr.net/kartinka/fizika/spetskurs-mnogoslojnaja-optika-128396.html
cсылка на страницу

Спецкурс Многослойная оптика

другие презентации на тему «Спецкурс Многослойная оптика»

«Оптика свет» - Законы отражения и преломления находят объяснение в волновой физике. Законы отражения и преломления света. Простейшие оптические явления. Среду с меньшим абсолютным показателем преломления называют оптически менее плотной. Закон отражения света. Образование тени и полутени от двух источников. Если лучи исходят из точки, создаётся полная тень.

«Оптика и свет» - Свойства света: Глаз, зрение. Геометрическая оптика. Естественные искусственные. - Устойчивая картина сложения амплитуд результирующих колебаний когерентных волн. Квантовые: фотоэффект фотосинтез фотография давление света химические действия света. Оптика. Интерференция света. Поляризация света. Дисперсия света.

«Оптика» - ПЕРВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ (оптика начала XVII века). Эмпедокл (ок. 493 – 433 до н.э.) - греческий философ из Агригента на Сицилии. Архимед (287-212 гг. до н.э.) родился в Сиракузах (Сицилия). Автор не дошедшей до нас фундаментальной работы по отражательной оптике “Катоптрика”. Принцип действия камеры-обскуры использовал при разработке теории зрения.

«Оптика 11 класс» - Проблемный вопрос. Изображение удалённых предметов на сетчатке оказывается нечётким. Отражение света. Зеркальное отражение. Дальнозоркость. Типы отражений света. Близорукость. Зеркало. Проект презентации: «От солнечного зайчика до геометрической оптики». Посредством глаза, а не глазом Смореть на мир умеет разум.

«Геометрическая оптика» - = C T - длина волны с – скорость света T – период колебаний. Все 3 закона можно вывести из принципа Ферма. F = R/2 F – фокусное расстояние R – радиус зеркала. Основные понятия и законы оптики. Гюйгенс: свет – волна в эфире. Диффузное отражение. Предел геометрической оптики. Современное представление о свете.

«Волновая и геометрическая оптика» - Закон отражения. В 1905 г. Альберт Эйнштейн объяснил закономерности фотоэффекта. Френель строит теорию кристаллооптических колебаний. Экспериментальное обнаружение методов генерации. Макс Планк (1858 – 1947). Французский физик Броли, Франция. Физическая оптика. Оптический диапазон длин волн. Ферма Пьер (1601 – 1665) – французский математик и физик.

Оптика

9 презентаций об оптике
Урок

Физика

134 темы
Картинки
900igr.net > Презентации по физике > Оптика > Спецкурс Многослойная оптика