Моделирование дифракции линейно поляризованного света на многослойных тонкоплёночных покрытиях

Моделирование дифракции линейно поляризованного света на многослойных тонкоплёночных покрытиях

Автор: Хохлов, Алексей Анатольевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Москва

Количество страниц: 132 с. ил.

Артикул: 4924461

Автор: Хохлов, Алексей Анатольевич

Стоимость: 250 руб.

Моделирование дифракции линейно поляризованного света на многослойных тонкоплёночных покрытиях  Моделирование дифракции линейно поляризованного света на многослойных тонкоплёночных покрытиях 

Оглавление
Список обозначений.
Введение.
Глава 1. Распространение плоских монохроматических электромагнитных волн в
диэлектрических средах
1. 1 Электромагнитные волны в изотропных средах.
1. 2 Электромагнитные волны в анизотропных средах
1.3 Граница раздела между двумя изотропными средами.
1.4 Г раница раздела между двумя в общем случае анизотропными средами
1. 5 Энергетические коэффициенты отражения и пропускания.
1. б Распространение электромагнитных волн в слоистых средах.
1. 7 Распространение электромагнитных волн в периодической среде. Одномерная
бинарная дифракционная решетка.
Глава 2. Алгоритмы решения задач оптики
2. 1 Алгоритм моделирования взаимодействия световых волн с многослойными
однородными оптическими системами, основанный на матричном методе 4x4
2. 2 Алгоритм моделирования взаимодействия световых волн с многослойными однородными оптическими системами, основанный на методе решения СЛАУ
размером 4т1
2. 3 Алгоритм моделирования дифракции световых волн на одномерной бинарной дифракционной решетке волновой вектор падающей волны лежит в плоскости,
перпендикулярной штрихам решетки
2. 4 Алгоритм моделирования взаимодействия световых воли с одномерной бинарной дифракционной решеткой волновой вектор падающей волны лежит в плоскости, не перпендикулярной штрихам решетки
2. 5 Алгоритм восстановления тензора диэлектрического проницаемости тонкой пленки.
Глава 3. Проектирование многослойного керагопротеза из коллагена
3. 1 Постановка задачи
3. 2 Спектрофотометрические исследования коллагена
3. 3 Определение оптических свойств искусственного коллагена
3. 4 Схема вычислительного эксперимента.
3. 5 Перспективное использование полученных результатов
Заключение.
5. Литература.
Список обозначений
Вектор напряженности электрического поля
В Вектор индукции магнитного поля
ь Вектор индукции электрического ПОЛЯ
Вектор напряженности магнитного поля
р Вектор Пойнтинга
к Волновой вектор
К Вектор Блоха
а С Тензор диэлектрической проницаемости
А И Тензор магнитной проницаемости
К Энергетический коэффициент отражения
т Энергетический коэффициент пропускания
0 Волновое число
со Циклическая частота
Введение
Актуальность


В дальнейшем изложении для простоты под понятием «моделирование» будет подразумеваться решения как прямых, так и обратных задач оптики. В качестве моделируемых систем стали рассматриваться такие объекты, как тонкопленочные оптические системы на подложке, или, гак называемые, оптические покрытия. Возможно производство слоев толщиной всего в несколько десятков нанометров. С развитием технологий производства стало возможно изготовление покрытий, слои которых состоят из оптически анизотропного материала, а т акже покрытий, слои которых являются неоднородными - например, решетчатыми. Размеры оптических систем, которые влияют на свойства распространения в них света, принято называть характерными. Это - толщина слоев покрытия, период дифракционной решетки, высота ее штрихов. Если характерные размеры оптической системы много больше длины волны оптического излучения, то для ее моделирования достаточно использование скалярной волновой теории света, а для осуществления численного эксперимента не требуется больших вычислительных ресурсов. В случае моделирования нанометровмх оптических систем необходимо применение векторной электромагнитной теории Максвелла, и для решения такого рода задач необходимы устойчивые и быст рые алгоритмы. Алгоритмы моделирования взаимодействия света с оптическими структурами макромасштабов, в основе которых лежит геометрическая оптика и скалярная волновая теория, подробно рассмотрены в сериях работ, ссылки на которые приведены в [] и в данной работе рассматриваться не будут. Алгоритмы для моделирования многослойных оптических покрытий из изотропных материалов рассмотрены в работах [, , , , , ]. Авторами подробно описан ход решения задачи моделирования взаимодействия плоских монохроматических волн с различными многослойными оптическими структурами. Выведены расчетные формулы для вычисления амплитудных коэффициентов отражения и пропускания волн различных поляризаций. Приведенные алгоритмы построены на основе так называемых матричных методов ~ каждый слой оптической системы описывается переходной матрицей, которая строится путем приравнивания фаз волн на границах между слоями - так называемый метод многолучевой интерференции. Также в этих работах проведен подробный анализ полученных результатов, описаны методики проектирования оптических покрытий с заданными свойствами, приведены примеры расчетов. Однако, данные работы, в основном, имеют инженерную направленность и содержат в себе некоторые допущения и пробелы. Алгоритм для моделирования оптических систем, состоящих, в общем случае, из анизотропных слоев, годный к численному кодированию, был впервые представлен в работе [4], а затем дополнен, проанализирован и применен к различным случаям (в том числе для неоднородных сред) в работах [5, 6, 7, 8, , , , ]. Предложенный метод основан на редукции системы уравнений Максвелла в определенным образом выбранной системе координат к системе из 4 дифференциальных уравнений относительно тангенциальных компонент электромагнитного поля, его принято называть матричным методом Берремана 4x4, по фамилии автора. Детальный обзор анизотропных сред и особенностей распространения волн в них приведен в книгах советских ученых [3, , , ]. При численной реализации предложенного Берреманом матричного метода возникали различные проблемы, связанные с поиском экспоненциальной функции от матрицы. В классическом алгоритме было предложено разложение матричной экспоненты в ряд Тейлора, в дальнейших работах - использование теоремы Сильвестра и других способов. Эти подходы являются не универсальными, так как накладывают определенные ограничения на толщину слоев системы и на матрицу СОДУ, описывающую распространение волны в анизотропном слое. Автором с коллегами была предложена универсальная численно устойчивая модификация алгоритма Берремана, представленная в работе []. Также существуют методы моделирования многослойных оптических систем, основанные на анализе состояния поляризации отраженного и прошедшего света. Основные из них - это матричные методы Джонса и Мюллера, они представлены в [], но ввиду неширокого охвата решаемых задач в данной диссертации они рассмотрены не будут.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.243, запросов: 244