Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оптические свойства тонких диэлектрических пленок. Учебное пособие
.pdf
числе лекционных курсов). Параметры пленок при выполнении исследований по пп. 1–4 должны быть согласованы с преподавателем (уточняются при выдаче задания).
Цели выполнения работ
Повышение степени понимания изучаемых оптических явлений и
процессов.
Приобретение навыков математического вывода, решения иссле-
довательских задач и получения конкретных результатов.
Освоение современных компьютерных технологий расчета, моде-
лирования и представления данных в научных исследованиях.
81
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Ефремов В.С., Шлишевский В.Б. Оптические материалы и ахроматическая коррекция типовых компонентов оптических систем: учебное пособие. –
Новосибирск: СГГА, 2013. – 284 с.
Путилин Э.С. Оптические покрытия: учебное пособие. – СПб.: СПбГУ
2.
ИТМО, 2010. – 227 с.
Волноводная оптоэлектроника / под ред. Т. Тамира. – М.: Мир, 1991. –
3.
575 с.
Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. – Л.: Машиностроение,
4.
1973. – 224 с.
Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Наука, 1966. – 624 с.
5.
Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – М.: Наука, 1985. –
6.
512 с.
Борн М., Вольф Э. Основы оптики. – М.: Наука, 1970. – 713 с.
7.
Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. – М.: Мир, 1987. – 616 с.
8.
Голдфайн И.А. Векторный анализ и теория поля. – М.: Наука, 1968. –
9.
129 с.
10.
Салех Б., Тейх М. Оптика и фотоника. Принципы и применения. – Т. 1. –
Долгопрудный: Изд. дом Интеллект, 2012. – 760 с.
Введение в интегральную оптику /под ред. М. Барноски. – М.: Мир,
11.
1977. – С. 23–46.
Интегральная оптика / под ред. Т. Тамира. – М.: Мир, 1978. – С. 97–108.
12.
Нурлигареев Д.Х., Сычугов В.А. Распространение света в одномерном
13.
фотонном кристалле: анализ методом функции Флоке–Блоха // Квантовая
электроника. – Т. 38. – № 5, 2008.
Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – С. 470–482.
14.
82
ПРИЛОЖЕНИЕ
Значения аргумента комплексного числа
Комплексным, как известно, называется число z, имеющее вид z =
= x + iy, где x = Re(z) – действительная, а y = Im(z) – мнимая его часть. Такая
запись числа z называется алгебраической. Удобно изображать комплексные
числа на комплексной плоскости, где по оси абсцисс OX откладывается действительная, а по оси ординат OY – мнимая часть комплексного числа (рис. П1).
Рис. П1. Изображение комплексного числа
на комплексной плоскости
В полярной системе число z представляется координатами (r, ), где r назы-
вается модулем комплексного числа, а – его аргументом (или фазой). Координаты декартовой и полярной системы координат связаны выражениями
x = r cos , y = r sin .
Тогда комплексное число z = x + iy может быть представлено как в тригонометрической форме записи: z = r(cos + i sin ), так и в показательной:
i
. Здесь
e
zr
22
Re() Im()rz zxy
22
,
83
а аргумент находится путем решения уравнения
Im( )
tg
zy
Re( )
zx
.
Решение этого уравнения является многозначным и зависит не только от
значений x, y, но и от их знаков. При выборе значения необходимо руководствоваться следующими правилами:
y
arctg когда 0 (I, IV);
x
π arctg , когда 0, 0 (II);
π arctg , когда 0, 0 (III);
y
x
y
x
, когда 0, 0 (I);
2
, когда 0, 0 (IV).
2
x
xy
xy
xy
xy
В наглядном виде эти правила иллюстрируются рис. П2. Здесь указаны
квадранты комплексной плоскости, в которых находятся значения аргумента .
Рис. П2. Расположение значений аргумента по квадрантам
комплексной плоскости (I, II, III, IV)
Указанные формы записи комплексного числа использовались при расчетах отражательной и пропускательной способности диэлектрических пленок.
84
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Тонкие диэлектрические пленки .................................................................... 3
1.1. Основные сведения о диэлектрических пленках ........................................ 3
1.2. Диэлектрики и их дипольные электрические свойства .............................. 4
2. Основы электромагнитной теории диэлектрических пленок ................. 6
2.1. Диэлектрик в электромагнитном поле ......................................................... 6
2.2. Условия непрерывности электромагнитного поля ................................... 11
2.3. Учет геометрии диэлектрической пленки ................................................. 16
2.4. Влияние поляризации освещающих световых волн ................................. 20
2.5. Структура электромагнитного поля в пленке ........................................... 25
2.6. Волновые уравнения поперечных электромагнитных полей................... 28
2.7. Характеристические матрицы диэлектрических пленок .......................... 31
Контрольные вопросы и задания ....................................................................... 40
3. Отражающие и пропускающие свойства диэлектрических пленок ...... 42
3.1. Отражение и пропускание ТЕ- и ТМ-поляризованных плоских
световых волн ............................................................................................... 42
3.2. Отражающие свойства диэлектрической пленки при полном
внутреннем отражении на границе s–f слоев ............................................. 51
3.3. Отражательная и пропускательная способность диэлектрических
пленок ........................................................................................................... 55
Контрольные вопросы и задания ....................................................................... 58
4. Изучение отражающих и пропускающих свойств диэлектрических
пленок путем компьютерного моделирования
4.1. Характер зависимости коэффициентов отражения и пропускания
пленок от углов падения плоских световых волн ..................................... 60
85
.......................................... 60
4.2. Характер зависимости отражательной и пропускательной
способности пленок от их оптической толщины ...................................... 66
4.3. Свойства поперечных электрических и магнитных полей
в диэлектрических пленках ......................................................................... 72
Контрольные вопросы и задания ....................................................................... 78
5. Примеры курсовых работ (расчетно-графических заданий) .................. 80
Список рекомендуемых литературных источников ........................................... 82
Приложение. Значения аргумента комплексного числа ..................................... 83
86
Твердохлеб Пётр Васильевич
Пономарева Марина Александровна
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК
Учебное пособие
Редактор Л.Н. Ветчакова
Выпускающий редактор И.П. Брованова
Корректор И.Е. Семенова
Дизайн обложки А.В. Ладыжская
Компьютерная верстка Л.А. Веселовская
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
_________________________________________________________________________________
Подписано в печать 17.09.2019. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 50 экз.
Уч.-изд. л. 5,11. Печ. л. 5,5. Изд. № 91. Заказ № 1302. Цена договорная
_________________________________________________________________________________
Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
87
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]