薄膜光学基础理论.pdf

薄 膜 光 学——基础理论 薄膜光学的基础理论 电磁场的基本性质 光学薄膜系统特性计算 对称膜系等效折射率分析方法 介绍麦克劳德的导纳轨迹图解技术 薄 膜 光 学——基础理论 光学薄膜基础理论 几个条件： 工作波段：光学 薄膜厚度于考虑的波长在一个数量级 薄膜的面积与波长相比可认为无限大 薄膜材料各向均匀、同性 薄膜材料为非铁磁性材料 光穿过膜层而非沿着膜层在膜层内传播 薄 膜 光 学——基础理论 电磁波谱 电磁波谱 光是电磁波 薄 膜 光 学——基础理论 薄膜的干涉 两束光产生干涉的条件： 频率相同 振动方向一致 位相相同或位相差恒定 薄 膜 光 学——基础理论 薄膜的双光束干涉 薄 膜 光 学——基础理论 薄 膜 光 学——基础理论 薄 膜 光 学——基础理论 单层膜的多光束干涉 多光束干涉强度 的计算原则上和双光 束完全相同，也是先 把振动迭加，再计算 强度，差别仅在于参 与干涉的光束由两束 增加到多束，至于计 算方法则以采用复振 幅最为方便。 薄 膜 光 学——基础理论 麦克斯韦方程组 微分形式 积分形式 以上是麦克斯韦在电学高斯定律、磁学高斯定律、法拉第 电磁感应定律、安培定律总结归纳出来的 薄 膜 光 学——基础理论 麦克斯韦方程组 E—— 电场强度 j—— 电流密度矢量 D—— 电位移矢量 j ——位移电流矢量 D H——磁场强度 ρ—— 电荷密度 B——磁感应强度 ε ——介电常数 μ——磁导率 σ—— 电导率 个向同性、均匀介质物质方程： D = εE B = μH j = σE 薄 膜 光 学——基础理论 平面电磁波理论 将麦克斯韦方程3式两端分别用∇ × 0 ∇ × ∇ × 等式左端：= ∇ ∇ ⋅ − ∇ ( E )E ( E ) 2 1 ⎛ 1 ∂B ⎞⎟ ∂ 等式右端： ⎜ ( B ) ∇ × − = − ∇ × t ⎜ cc ∂t ⎟ ∂ ⎝ ⎠ 4 ⎡ 1π ⎤