You are herePGSOT

PGSOT


Předmět: Optika tenkých vrstev

Katedra/Zkratka: SLO/PGSOT

Rok: 2019

Garant: 'Ing. Jaromír Křepelka, CSc.'

Anotace: Cílem předmětu je seznámit se s optickými vlastnostmi soustav složených z tenkých izotropních, homogenních (případně nehomogenních) vrstev z dielektrických i kovových materiálů a jejich aplikacemi a hlouběji porozumět fyzikálním principům takových soustav. Pozornost je věnována také vlastnostem ideálních tlustých vrstev a jejich kombinacím se soustavami tenkých vrstev, a také vrstvám anizotropním. Teoretický základ vychází z řešení Maxwellových rovnic pro rovinnou monofrekvenční vlnu, z nichž jsou odvozeny formule pro transformaci tečných složek intenzity elektrického a magnetického pole rozděleného na protiběžné vlny, dovolující definovat měřitelné makroskopické parametry, tj. odraznost, propustnost a absorbci. Jsou diskutovány teoreticky zajímavé problémy, jako např. princip reverzibility, princip ekvivalence symetrické soustavy tenkých soustavy, chování vrstev v částečně koherentním světelném poli, barevné efekty na tenkých vrstvách, vztah periodických tenkých vrstev k fotonickým krystalů a vlnovodným strukturám aj. Jsou uvedeny příklady praktických návrhů základních struktur, jako jsou antireflektující soustavy, vysoce odrazné soustavy s definovaným pásmem potlačené propustnosti, úzkopásmové filtry Fabryho-Perotova typu a polarizační děliče.

Přehled látky:
Pojem optické tenké vrstvy, vlastnosti, příklady použití. Šíření elektromagnetického pole (rovinných monofrekvenčních vln) ve vrstevnatém prostředí. Matice přenosu tečných složek intenzity elektrického a magnetického pole, pole rozděleného na protiběžné vlny, amplitudové odraznosti a propustnosti. Matice přenosu normálové složky Poyntingova vektoru pole rozděleného na protiběžné vlny, výkonové odraznosti a propustnosti. Princip reverzibility. Vlastnosti jedné tenké vrstvy ve srovnání s prostým optickým rozhraním. Ideální tlusté vrstvy kontra ideální tenké vrstvy. Popis soustav vytvořených kombinacemi tenkých a tlustých vrstev. Vrstvy v částečně koherentním světle. Barevné efekty v odraženémnebo prošlém světle soustavami tenkých vrstev. Konstrukční pojmy: půlvlnová vrstva, buffer vrstva, ekvivalentní třívrstvá (symetrická) soustava tenkých vrstev, aproximativní přístupy, mocniny interferenčních matic, derivace parametrů soustav tenkých vrstev. Periodické soustavy tenkých vrstev, maximu odraznosti, šířka pásma potlačené propustnosti. MacNeillův polarizující hranol. Antireflektující soustavy tenkých vrstev: analytická řešení, jedna tenká vrstva, dvě tenké vrstvy, maximálně ploché antireflexe, numerické přístupy. Interferenční filtry Fabryho-Perotova typu. Prosvětlení kovové vrstvy (indukovaná transmise). Základy vyhodnocení elipsometrických měření. Fenomenologická teorie anizotropních tenkých vrstev: šíření rovinných monochromatických vln v anizotropním vrstevnatém prostředí, přenos tečných složek pole a normálové složky Poyntingova vektoru, odraznosti, transmise, princip reverzibility v soustavě anizotropních tenkých vrstev.