Исследование шероховатости поверхностей диэлектриков с использованием волноводного рассеяния света

• Автор: Тупанов, Леонид Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

В.1 Обзор методов определения шероховатости поверхностей
В.2 Цель работы
В.З Содержание диссертационной работы
В.4 Научная новизна
В.5 Научная и практическая ценность
В.6 Научные положения выносимые на защиту
В.7 Апробация работы
Глава 1. Определение оптимальных параметров метода дифференциального
рассеяния для измерения шероховатости поверхностей диэлектриков
§ 1.1 Дифракция плоской волны на гофрированной границе раздела двух диэлектриков
§ 1.2. Анализ оптимальных условий для измерения шероховатости диэлектрических поверхностей методом дифференциального рассеяния
Выводы к главе
Глава 2. Рассеяние Н-волны на шероховатости границы плёночного волновода
§ 2.1 Постановка задачи. Метод её решения
§ 2.2 Рассеяния Н-волны в одну среду (подложку)
2.2.1 Вывод выражения для коэффициента рассеяния на гофре
2.2.2 Анализ основных зависимостей для рассеяния только в подложку
§ 2.3 Рассеяние Н-волны в обе обрамляющие среды
2.3.1 Вывод выражения для коэффициента рассеяния на гофре
2.3.2 Анализ основных зависимостей, условия минимума и максимума для случая рассеяния в обе обрамляющие среды
§ 2.4 Диапазон пространственных гармоник (периодов), которые приводят к
рассеянию
§ 2.5 Угловые зависимости интенсивности рассеянного излучения для Нволны
Выводы к главе
Глава 3. Измерение спектральной плотности шероховатости поверхности по
рассеянию Н-волны в плоском плёночном волноводе
§ 3.1 Обоснование методики измерения спектральной плотности шероховатости поверхности волноводным методом
§ 3.2 Влияние условий ввода излучения в волновод на проникновение излучения в подложку
3.2.1 Факторы, приводящие к проникновению части падающего пучка в подложку
3.2.2 Постановка задачи и этапы её решения
3.2.3 Падение плоской волны на призменный элемент ввода
3.2.4 Спектр падающего пучка. Падение пучка на призменный элемент ввода
3.2.5 Анализ зависимости мощности, проникающей в подложку от угла падения
3.2.6 Обоснование выбора параметров основных элементов системы ввода
§ 3.3 Анализ оптимальных вариантов измерений
3.3.1 Анализ диапазона измеряемых периодов
3.3.2 Анализ оптимальных вариантов измерения по чувствительности
3.3.3 Анализ оптимальных вариантов измерений по разрешающей способности
§3.4 Дублирование измерений и их точность
3.4.1. Рассеяние в воздух, рассеяние в подложку

3.4.2 Коэффициент затухания а
§ 3.5 Методика обработки результатов измерений
Выводы к главе
Глава 4. Экспериментальные исследования рассеяния света на шероховатой
границе плёночных диэлектрических волноводов
§ 4.1 Обеспечение и контроль гладкости верхней границы волновода
§ 4.2 Измерение эффективности ввода, коэффициента затухания
§ 4.3 Описание экспериментальной установки. Основные элементы и их назначение
§ 4.4 Характеристики трёх вариантов регистрирующей части
4.4.1. Фотоприёмник с микроамперметром
4.4.2. Фотоприёмник с усилителем
4.4.3 Цифровая видеокамера
§ 4.5 Измерение параметров искусственной шероховатости методами однократного и волноводного рассеяния
4.5.1 Метод однократного рассеяния
4.5.2. Метод волноводного рассеяния
§ 4.6 Расчёт чувствительности и разрешающей способности установки. Точности измерений
4.6.1 Чувствительность
4.6.2 Разрешающая способность
§ 4.7 Измерение спектральной плотности шероховатости диэлектрической
поверхности
§ 4.8 Пути совершенствования измерительной установки
Выводы к главе
Заключение
Список литературы

Отраженная волна нулевого порядка А' имеет амплитуду отличную от амплитуды волны А (рис.2.2). Связано это с тем, что часть мощности приходится на дифракционные волны. Это уменьшение амплитуды (мощности) оценивается мощностным коэффициентом затухания волны а. Мощность волны распространяющейся по волноводу будет затухать по экспоненциальному закону
Р(г) = Р(0)е~а* (2.10)
При г = 1, т.е. на длине волновода между двумя отражениями волноводной моды (см. рис.2.4), её мощность будет равна
ДО = Р(0)е~а1 (2.11)
Рис. 2.4 Лучевое представление распространяющегося внутри волновода излучения
Воспользовавшись соотношением (2.11) получим выражение для а
1, ДО) а
(2.12)
/ Д/)
Мощность, рассеянная из волновода в результате дифракции на шероховатости при однократном рассеянии запишется в виде
Р„иф. = ДО) - ДО- (2.13)
Подставляя выражение (2.13) в (2.12) получим