TV

Předmět: Optika tenkých vrstev

Katedra/Zkratka: SLO/TV

Rok: 2011

Garant: 'Ing. Jaromír Křepelka, CSc.'

Anotace: Cílem je rozvinout klasickou představu šíření elektromagnetických vln ve vrstevnatém optickém prostředí, určit měřitelné parametry soustav složených z tenkých i tlustých vrstev a popsat metody návrhu základních vrstevnatých interferenčních filtrů užitím analytického a numerického přístupu.

Přehled látky:

• Úvod - Vlastnosti tenkých vrstev, metody vytváření tenkých vrstev a jejich kontroly, vlastnosti materiálů.
• Elektromagnetické pole v izotropním nehomogenním prostředí - Řešení Maxwellových rovnic v homogenním izotropním prostředí, maticový popis soustav tenkých vrstev (vlastnosti matice přenosu, transformace pole a přenos energie v soustavách tenkých vrstev), princip reverzibility.
• Příklady - Rozhraní dvou prostředí, vlastnosti jedné tenké vrstvy, tlustá vrstva, soustavy tenkých a tlustých vrstev, explicitní závislost parametrů na fázové tloušťce vrstvy, vrstva v částečně koherentním světle, barevné efekty na tenkých vrstvách, rozložení pole uvnitř soustavy tenkých vrstev.
• Konstrukční metody - Půlvlnová vrstva, buffer vrstva, symetrická třívrstvá struktura, aproximační výrazy pro parametry soustav tenkých vrstev (Furmanova aproximace), metody numerického výpočtu derivací parametrů, optimalizační problémy.
• Konstrukční příklady - Periodické struktury a jejich aplikace (reflexe v kardinálním bodě, analýza šířky pásma potlačené propustnosti), antireflexní struktury (antireflektování jednou vrstvou, dvěma vrstvami, maximálně ploché antireflexe), MacNeillův polarizátor, interferenční Fabryho-Perotovy filtry, prosvětlení kovové vrstvy (indukovaná transmise).
• Základy vyhodnocení elipsometrických měření - Měření elipsometrických parametrů, určení indexu lomu substrátu, určení indexu lomu a tloušťky jedné dielektrické vrstvy, vliv drsnosti povrchu, složitější inverzní úlohy elipsometrie, odhad chyb měření.
• Anizotropní vrstevnaté prostředí - Maxwell-Berremanova rovnice pro rovinné vlny v anizotropním prostředí, přenos tečných složek pole a normálových složek Poyntingova vektoru v soustavách anizotropních tenkých vrstev, kombinace tenkých a tlustých anizotropních vrstev, princip reverzibility, příklady použití.