光学薄膜特性计算课件.pptVIP

CASIX*光学薄膜特性计算矢量法计算和导纳矩阵法CASIX*矢量法计算的两个假设两个假设前提:1.膜层没有吸收，k=0，N=n2.在确定多层膜的特性时，只考虑入射波在每个界面上的单次反射。CASIX*矢量计算方法如图一示各个界面的振幅反射系数为:其数值可正可负图一CASIX*矢量计算方法膜层的位相厚度为:合成振幅反射系数由每一界面的反射系数的矢量和确定,每个界面的反射系数都联带着一个特定的位相滞后。CASIX*矢量计算方法合成振幅反射系数可以用矢量作图法求出。方法:首先计算各个界面的振幅反射系数和各层膜的位相厚度，将各个矢量按比例地画在同一张坐标图上。然后按三角形法则求合矢量；工具:圆规、三角板、量角器。求得的合矢量的模为膜系的振幅反射系数，幅角就是反射光的位相变化。能量反射率是振幅反射系数的平方。CASIX*矢量计算方法为了避免作矢量图时方向混乱，故规定:1.矢量的模rq，正值为指向坐标原点，负值为离开原点。2.两相邻矢量之间的夹角为两束相干光的位相差角2δq，按逆时针方向旋转来计算这个角度。下面举例说明:CASIX*矢量计算方法实例图一所示膜系中，令n0=1.0,n1=1.38,n2=1.90,n3=1.65,n4=1.52,入射角θ0=0，各层膜的光学厚度为:CASIX*矢量计算方法实例用矢量法计算波长400nm、520nm、650nm处的反射比。忽略膜的色散,即各个波长处的折射率相同,则振幅反射系数相同,应用公式有结果:CASIX*矢量计算方法实例相继矢量的夹角见下表:CASIX*矢量计算方法实例图二即400nm处的矢量计算图,此波长处的反射率为0.81%图二CASIX*矢量计算方法实例图三即520nm处的矢量计算图,此波长处的反射率为0.09%图三650nm处的矢量计算,大家有兴趣可自己算,CASIX*导纳计算法光学导纳的概念:定义为总磁场强度与总电场强度的切向分量之比，即引入光学导纳的概念,会对计算膜系的反射比和透射比带来不少方便,是在组合导纳中磁矢量的切向分量；是在组合导纳中电矢量的切向分量；k是光波传播方向的单位矢量。（1-1）CASIX*导纳矩阵法单层膜的情况,图四所示,单层膜的两个界面在数学上可以用一个等效界面表示,膜层连同基片一起等效成为一个新的基体,新基体的光学导纳是Y。对入射媒质和新基体的界面应用菲涅尔公式,得出单层膜的反射系数为。图四单层膜的等效界面图（1-2）CASIX*导纳矩阵法光学导纳法的原理是借助于膜层某一侧的电、磁矢量的切向分量来表达另一侧的电、磁矢量的切向分量的。因为界面两侧的切向分量是连续的,所以这一方法可以对整个膜系中各个膜层重复进行。1.我们先从单层膜开始,设单层介质膜的折射率为,膜的几何厚度为,玻璃基片的折射率为,入射介质的折射率为,入射光波是平面光波,入射角为。2.光波在单层膜中的传播见图四。图中,为简明起见,我们在光波传播方向的单位矢量k旁边写E,但应当记住CASIX*导纳矩阵法CASIX*导纳矩阵法CASIX*导纳矩阵法CASIX*导纳矩阵法**