光學(xué)薄膜原理課件

光學(xué)薄膜的基本原理

1ppt課件.參考文獻(xiàn)2ppt課件.第一章：光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)第一節(jié):電磁波及其傳播第二節(jié):單界面的反射和折射第三節(jié):單層薄膜的傳輸矩陣第四節(jié):多層薄膜的分析方法第二章：典型薄膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第一節(jié):增透膜(減反射膜)

第二節(jié):分光膜第三節(jié):高反射膜第四節(jié):干涉截止濾光片第五節(jié):帶通濾光片光學(xué)薄膜的基本原理3ppt課件.光學(xué)薄膜的發(fā)展歷史

---17世紀(jì)“牛頓環(huán)”

---1817年Fraunhofer第一個(gè)化學(xué)AR膜

---1930年擴(kuò)散泵

---1939年Geffeken第一個(gè)金屬-介質(zhì)干涉濾光片

---1960年激光器誕生

---1970年薄膜微結(jié)構(gòu)的揭示

---近年光通訊波分復(fù)用技術(shù)---國(guó)內(nèi)長(zhǎng)春光機(jī)所和浙江大學(xué)幾乎同時(shí)于1957年開始光學(xué)薄膜研究

---現(xiàn)在國(guó)內(nèi)不僅有許多研究院所，而且有許多薄膜公司,技術(shù)力量不斷增強(qiáng)、設(shè)備條件不斷改善。4ppt課件.光學(xué)薄膜的基礎(chǔ)知識(shí)1.電磁場(chǎng)理論2.光的干涉5ppt課件.6ppt課件.λ1λ2

λnλn0.98or1.48DetectorGFF:

EDFdB

Applicationsofthinfilms(1)--inWDMλλ1..DemuxMux7ppt課件.

薄膜在WDM技術(shù)中的應(yīng)用

DWDMFilter:Mux,Demux,OADM,OXC等M-WDMFilter:CWDM,Channelseparation等W-WDMFilter:光網(wǎng)控制，光插分，光放大等Interleaver:與DWDMFilter串接，提高復(fù)用度GFF:EDFA增益平滑截止濾光片:分離1310nm與1550nm,C-band和L-band,泵浦光和信號(hào)光等ARCoatings:各種透光元件反射鏡:各種反射元件中性分束膜:泵浦光引入，信號(hào)監(jiān)控等偏振、消偏振膜:分束，隔離等等8ppt課件.Applicationsofthinfilms(2)--inTFT-LCDProjector9ppt課件.

薄膜在投影顯示中的應(yīng)用

冷反光鏡:燈泡、液晶板、薄膜偏振片、位相片隔熱等偏振片:PCS、預(yù)偏和偏振器,特別是寬角寬波段PBS截止濾光片:白光分成R,G,B或合成彩色圖像；修飾顏色；色輪等ARCoatings:各種透光元件,在TIR棱鏡中的寬角AR膜反射鏡:各種反射元件,在光管中的大角度反射鏡消偏振膜:在Philips棱鏡中的消偏振分色合色截止濾光片位相膜:

補(bǔ)償液晶板不同波長(zhǎng)的相位差，提高對(duì)比度

10ppt課件.光學(xué)薄膜的發(fā)展趨勢(shì)1.光學(xué)薄膜的理論巳趨成熟，重點(diǎn)是設(shè)備和制備技術(shù)及檢測(cè)技術(shù)的提高2.新的應(yīng)用開拓---象激光、光通訊等之類的重要應(yīng)用3.各種功能的光電子薄膜及器件，如光源、調(diào)制、放大、接收、顯示、傳感器等4.從目前的一維薄膜向多維發(fā)展---光子晶體5.薄膜的微小化，集成化，功能化---MEMS,MOEMS11ppt課件.第一章光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)12ppt課件.第一節(jié)電磁波及其傳播用高速電子流轟擊原子中的內(nèi)層電子而產(chǎn)生的電磁輻射遠(yuǎn)紅外線9～600mm0.15～0.01ev由熾熱物體、氣體中紅外線1.0nm～8mm1.2～0.15ev放電或其它光源激近紅外線0.7～1.0mm1.8～1.2ev發(fā)分子或原子等微可見光區(qū)0.4～0.7mm3.1～1.8ev觀客體所產(chǎn)生的電近紫外0.2～0.4mm6.2～3.1ev磁輻射遠(yuǎn)紫外0.03～0.2mm41.4～6.2ev

x射線0.1nm～0.03mm12000～42evγ射線1.0pm～0.1nm1.2E6～12000ev放射性原子衰變發(fā)出的電磁輻射或高能粒子碰撞產(chǎn)生的電磁輻射13ppt課件.光學(xué)薄膜基礎(chǔ)理論幾個(gè)條件：工作波段：光學(xué)薄膜厚度于考慮的波長(zhǎng)在一個(gè)數(shù)量級(jí)薄膜的面積與波長(zhǎng)相比可認(rèn)為無(wú)限大薄膜材料各向均勻、同性薄膜材料為非鐵磁性材料光穿過(guò)膜層而非沿著膜層在膜層內(nèi)傳播14ppt課件.電磁波譜15ppt課件.薄膜的干涉兩束光產(chǎn)生干涉的條件：頻率相同振動(dòng)方向一致位相相同或位相差恒定16ppt課件.薄膜的雙光束干涉

17ppt課件.18ppt課件.19ppt課件.單層膜的多光束干涉

多光束干涉強(qiáng)度的計(jì)算原則上和雙光束完全相同，也是先把振動(dòng)迭加，再計(jì)算強(qiáng)度，差別僅在于參與干涉的光束由兩束增加到多束，至于計(jì)算方法則以采用復(fù)振幅最為方便。20ppt課件.Maxwell’sequations波動(dòng)方程折射率：refractiveindex21ppt課件.1.波動(dòng)方程：

在原點(diǎn)0:E=E0cosωt

在p點(diǎn):真空中E=E0cos(ωt-2πx/λ)

介質(zhì)中

E=E0cos(ωt-2πNx/λ)Nx---光程差用歐拉公式，另一種表示方法：

E=E0ei(ωt-2πNx/λ)=E0e-i2πNx/λeiωt(1)2.復(fù)折射率N:---磁場(chǎng)幅值與電場(chǎng)幅值之比

H=N(k×E)或若自由空間導(dǎo)納取1，則光學(xué)導(dǎo)納Y=N0xp(2)22ppt課件.折射率與導(dǎo)納23ppt課件.Refractiveindex24ppt課件.3.坡印廷矢量(能流密度)S:單位時(shí)間通過(guò)單位面積的能量

S=E×H

積分平均值：4.邊界條件---切向分量連續(xù)

E0

tan=E1tan,E0itan+E0rtan=E1ttan

H0tan=H1tan,H0itan+H0rtan=H1ttan(3)(4)25ppt課件.第二節(jié)單界面的反射和折射a.垂直入射由切向分量連續(xù)：(1)(2)(1)×N1-(2)得振幅反射系數(shù):(1)×N0+(2)得振幅透射系數(shù):E0iE0rE1t介質(zhì)0介質(zhì)1kN0N126ppt課件.垂直入射時(shí)能量反射率和透射率:

反射能量面積×R=------------=----------------=

入射能量面積×

透射能量面積×T=------------=----------------=

入射能量面積×N0N127ppt課件.史托克定律設(shè)r,t分別為光由N0到N1的振幅反射系數(shù)和透射系數(shù)，r’,t’分別為光從N1到N0時(shí)的振幅反射系數(shù)和透射系數(shù)N0N1rt11rtrr2rttt’ttr’rtt’r2trttr’(a)(b)(c)(d)(e)(b)是(a)的逆過(guò)程,(c)表示r入射，(d)表示t入射,(e)表示(c),(d)的總效果因(b)與(e)等同，故r2+tt’=1(1)rt+tr’=0,即r=r’(2)(1),(2)叫史托克定律。28ppt課件.

b.傾斜入射×××qr×××qrp-S-N:Admittanceorindexη:Amendedadmi.oreffect.index29ppt課件.傾斜入射時(shí)反射系數(shù)和透射系數(shù):

由切向連續(xù)切向反射系數(shù):(1)×η1-(2):切向透射系數(shù)：(1)×η0+(2):(1)(2)30ppt課件.上述切向分量比還不是真正的反射系數(shù)或透射系數(shù)(傾斜入射時(shí)面積變化)反射系數(shù):p-:s-:θ0E0iE0itan透射系數(shù):p-:s-:31ppt課件.傾斜入射時(shí)能量反射率和透射率:θ0θ1N0N1ab32ppt課件.小結(jié)

垂直入射傾斜入射N0N1RT33ppt課件.第三節(jié)單層薄膜的傳輸矩陣34ppt課件.35ppt課件.(eiδ1=cosδ1+isinδ1,e-iδ1=cosδ1-isinδ1)36ppt課件.H0=YE0,H2=η2E2稱薄膜的特征矩陣

稱膜層和基板的組合特征矩陣。37ppt課件.故等效導(dǎo)納：38ppt課件.39ppt課件.第四節(jié)多層膜的分析方法1.導(dǎo)納矩陣法40ppt課件.41ppt課件.δ=(2π/λ)ndcosθ42ppt課件.43ppt課件.M==m11=m22,real;m21,m12pureimaginaryM11m22-m12m21=1η=(m21/m12)1/2[M(η,δ)]s=M(η,sδ)44ppt課件.2.EΓ45ppt課件.46ppt課件.HLH,HLHLHLH,0.5HL0.5HM=M11=M22且:|M|=1等效折射率等效位相47ppt課件.設(shè)基本周期為:ABA如果是q個(gè)周期,則等效折射率仍為E,位相為qg48ppt課件.長(zhǎng)波通截止濾光片

(0.5HL0.5H)p

短波通截止濾光片

(0.5LH0.5L)p

等效導(dǎo)納(H:2.35,L:1.45)0.5HL0.5H0.5LH0.5Lg(λ0/λ)EE0.01.841.840.21.821.870.41.731.960.61.532.220.80.853.981.0虛數(shù)-截止區(qū)虛數(shù)-截止區(qū)1.26.460.521.43.600.941.63.171.071.83.031.122.0虛設(shè)虛設(shè)49ppt課件.G(0.5HL0.5H)10AG

(0.5HL0.5H)10A50ppt課件.3.矢量分析法

條件：1.無(wú)吸收薄膜；

2.忽略多次反射什么情況下可忽略多次反射？雙光束干涉與多光束干涉R=0.04T=0.96R=0.80T=0.20反射光強(qiáng)透射光強(qiáng)反射光強(qiáng)透射光強(qiáng)10.041’0.9220.0372’0.001530.00000063’0.00000310.801’0.0420.0322’0.02630.0213’0.01740.0134’0.01050.0085’0.00760.0056’0.00470.0037’0.00380.0028’0.002

0.0770.9230.8860.111n0n1n21231’2’3’51ppt課件.其中：上述公式可以用矢量合成技術(shù)來(lái)計(jì)算。定義：矢量的模，r1,r2,r3…

正值指向原點(diǎn)，負(fù)值離開原點(diǎn)，矢量的夾角由膜層位相角的兩倍決定，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)薄膜的總反射系數(shù)為：52ppt課件.400nm520nm650nmd12=2d11.3pp0.8pd23=2d22.6p2p1.6pd34=2d31.3pp0.8pr1=-0.16r2=-0.16r3=0.07r4=0.04n1=1.38,n2=1.9,n3=1.65,n4=1.52,n1d1=l/4,n2d2=l/2,n3d3=l/4,l=520nm例:53ppt課件.4.導(dǎo)納圓圖分析法α

ReImn2/α

n>αn<

α

nd=l/4nd=l/4nd=l/4nd=l/4實(shí)部:虛部:圓方程:園心和半徑：54ppt課件.等相厚、等反射率、等反射相移等相厚:等反射率:等反射相移:ImRe(0,∞)δ=π/20(0,-∞)δ=0(n,0)(0,0)δ=π/4n-膜層折射率n0-入射媒質(zhì)折射率n0R=0=0.1=0.2=0.3Ф反射相移1.52n090270180123455ppt課件.實(shí)例1-低折射率膜1.01.382/1.521.521.38λ/83λ/8n0=1n=1.38ns=1.521.λ/4厚度為Rmin2.不能實(shí)現(xiàn)零反射3.λ增或λ減，R增加4.相移減少5.電場(chǎng)增加等相移園等反射率圓等相厚圓導(dǎo)納圓ImRe56ppt課件.實(shí)例2-高折射率膜等相厚圓導(dǎo)納圓nH,57ppt課件.

導(dǎo)納圓圖及電場(chǎng)強(qiáng)度分布

E2=const/Re(Y)----Y越大,E2越小

1.A|H|SubRe(Y)2.A|L|Sub2.352/1.52=3.6H1.5212/3.6=0.3AirHSubE2HSub1.521.382/1.52=1.251.012/1.25=0.8LE2AirLSubRe(Y)ImReReIm58ppt課件.4.薄膜的彩色分析

紅橙黃綠青蘭紫0.40.50.60.71.00相對(duì)靈敏度人眼對(duì)可見光各顏色的光感受能力不一樣，550nm最為靈敏，<380nm,>780nm完全喪失感受能力。59ppt課件.

三基色(R,G,B)及其應(yīng)用黃品青紅蘭綠

加法混色減法混色三基色及混色黑Tλ

400700T400700加法混色λ減法混色60ppt課件.二色光混合也能變成白光，如紫光和黃綠光等。混合后可成白光的兩種有色光稱互補(bǔ)色。白光黃黃綠綠青蘭紫紫紅橙紫光和紅光比綠光反射高，所以綠增透膜，反紫紅61ppt課件.色品圖?CIE(國(guó)際照明委員會(huì))規(guī)定用R(700nm),G(546.1nm),B(435.8nm)三種光譜色作為三原色匹配等能白光E?任何顏色都可用色品圖(x,y)表示?M越接近光譜色品曲線，顏色飽和度越高,越接近E,飽和度越低?MN兩色的混合色在MN連線上?PQ兩色連線通過(guò)E點(diǎn)，叫互補(bǔ)色。?380和770nm色品點(diǎn)的連線不是光譜色，而是其混合色的色品軌跡。·ENMPQ62ppt課件.··★眼鏡綠減反射膜★彩虹膜Al-MgF2-Cr63ppt課件.小結(jié)64ppt課件.65ppt課件.66ppt課件.67ppt課件.第二章典型薄膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)68ppt課件.69ppt課件.70ppt課件.71ppt課件.單層ARn1d=l/4第一節(jié)：增透膜(減反射膜)n1nsn0δ1r0r1e-2iδ1要求反射極小，r0=r1,即2δ1=π,即n1d=λ/4

(r0有-π相移,r1有-π相移+π膜厚)r0r12δ172ppt課件.λ/4y1基板ys入射媒質(zhì)

y0≡入射媒質(zhì)y0新基板Ys=y12/ysR=(y0-Ys)2/(y0+Ys)2

73ppt課件.(1.0(1.0)2)274ppt課件.y0λ/4y1λ/4y2基板ys75ppt課件.(1.0(1.0)2)276ppt課件.非規(guī)整厚度雙層膜?

固定折射率，變膜厚r1,r2,r3?

固定規(guī)則膜厚，變折射率n0n1n2nsn0<n1<n2<ns77ppt課件.有二種方法得到零反射，但選薄解。78ppt課件.79ppt課件.80ppt課件.81ppt課件.層數(shù)

厚度導(dǎo)納

特性單層λ0/4y1零反射條件：雙層λ0/4λ0/4λ0/4λ0/2y1y2y1y2零反射條件:,V型膜λ/2虛設(shè)，在λ0反射率等于λ0/4單層;可有二個(gè)零反射波長(zhǎng)，W型膜三層λ0/4

λ0/2λ0/4λ0/4λ0/2λ0/2y1y2y3y1y2y3零反射條件：

,寬帶低反射，用于ysub<1.65零反射條件：,寬帶低反射，用于ysub>1.65

減反射膜82ppt課件.83ppt課件.L2L1SubLaserbeamL1L21.02.01.382/1=1.91.382/1.5=1.261.52ImRe(Y)…Damagedsurface玻璃膜空氣膜84ppt課件.第二節(jié):分光膜1.中性分光膜2.偏振分光膜3.消偏振分光膜中性分光膜例子：H:ZnS,L:Na3AlF6─G|HLHL|A━G|2LHLHL|A校正Λ0=550nm─G|HLHL|G━G|2LHLH2L|G校正Λ0=640nmRTRT85ppt課件.金屬中性分光膜86ppt課件.偏振分光鏡—RsTpH,L同時(shí)滿足布儒斯特角，對(duì)p分量有效折射率相等，并符合折射定律得偏振條件，nHnL立方棱鏡87ppt課件.立方棱鏡偏振分光鏡光譜特性88ppt課件.平板型偏振分光鏡光譜特性56.5°RsRp原理：對(duì)s,p有效折射率比不同應(yīng)用:強(qiáng)激光系統(tǒng)89ppt課件.平板偏振片原理—p,s分量有效折射率不同G|(HL)^10H|AG|(0.5HL0.5H)^10|AnG=1.52nH=2.35nL=1.45,θ=56.5°90ppt課件.

消偏振分光膜—介質(zhì)91ppt課件.消偏振分光膜—金屬介質(zhì)RsRpG|1.18HAg(19.2nm)0.82L0.02M|AH:ZnS,L:MgF2,M:Al2O3G:K992ppt課件.第三節(jié):高反射膜

-π,-π,-3π,-3πHLH0123K-1K-kπ,

-kπH...…干涉加強(qiáng):….93ppt課件.

基本結(jié)構(gòu)

A/H(LH)p/sub.

A/L(HL)p/sub.

等四種組合導(dǎo)納:從吸收損耗小的角度,應(yīng)取高折射率為外層的膜系94ppt課件.A/H(LH)p/sub.

A/L(HL)p/sub.反射率和透射率(當(dāng)a<<1時(shí))95ppt課件.反射帶寬：2.3/1.3896ppt課件.帶寬公式推導(dǎo)對(duì)稱周期:M11=M22=cos?！?截止帶M11=M22=cosΓ≦1透射帶M11=M22=±1截止邊緣非對(duì)稱周期:M11≠M(fèi)22,(M11+M22)/2≥1截止帶

(M11+M22)/2≦1透射帶

(M11+M22)/2=±1截止邊緣1-?g11+?gg=λ0/λ97ppt課件.不同材料組合的反射帶寬98ppt課件.99ppt課件.

全介質(zhì)高反射膜A|(HL)pH|subA|(LH)p|subA|(LH)pL|subA|(HL)p|subp足夠大,y→∞p足夠大,y→0p足夠大,y→0p足夠大,y→∞

反射率:,取決于周期數(shù)p和折射率比nH/nL

反射帶半寬:,取決于折射率比nH/nL

100ppt課件.…

Air

Hk+1LkHk-1

…H3L2H1

Sub.Hk+1H1L2H3Hk-1LkImReH1L2H3Hk-1LkImReHk+1Lk+2…

AirLk+2

Hk+1LkHk-1

…H3L2H1

Sub.101ppt課件.問(wèn)題一：反射帶的展寬—方法1StackA:G|(HL)pH|AStackB:G|(H’L’)pH’|AStackC:A+B:G|(HL)p|(H’L’)pH’|A(Фa+Фb)/2=πλ3=(λ1+λ2)/2102ppt課件.反射帶的展寬—方法22:1高級(jí)次膜堆+1/4波堆[ex.G|(2LH)p|A+G|(LH)p|A]在nH/nL=2.0時(shí)可以無(wú)次峰。103ppt課件.反問(wèn)題—反射帶壓縮1.采用高級(jí)次膜系:G|(3H3L)p3H|A2.減少nH/nL比問(wèn)題：1.層數(shù)增加;2.膜料匹配困難;3.信號(hào)變化小膜厚控制困難;4.中心波長(zhǎng)要正確。104ppt課件.問(wèn)題二：周期反射膜反射帶位置

任何周期膜系都存在反射帶和透射帶，出現(xiàn)反射帶的條件1:

基本周期的膜厚之和為λ0/2整數(shù)倍。即

∑nidi=g.λ0/2(g=1,2,3…)

條件2:|t|<1,即T<1,當(dāng)周期增加，T0,為反射帶;|t|=1,即T=1,當(dāng)周期增加，T=1,為透射帶。例1：G|(HL)P|A

條件1:

∑nidi=λ0/4+λ0/4=λ0/2g=1.2.3,4,5…可能出現(xiàn)反射帶條件2:除去T=1的透射帶：g=2,4…(因g=2相當(dāng)于2H2L全為虛設(shè)層)

故反射帶為g=1,3,5,7…(1060nm,353nm,212nm…)例2：G|()p|A

條件1:∑nidi=4/3×λ0/4+2/3×λ0/4=λ0/2g=1.2.3,4,…可能出現(xiàn)反射帶條件2:除去T=1的透射帶：g=3,6,9…(相當(dāng)于全為虛設(shè)層)

故反射帶為g=1,2,4,5…(1060nm,530nm,265nm…)例3：G|()p|A,反射帶為g=1,2,3,5…(1060nm,530nm,353nm…)105ppt課件.問(wèn)題三：減小光學(xué)損耗—吸收和散射

◆Typicalbulkmaterials

loss=1db/km,i.ek=2x10-11atλ=1000nm

◆

Typicalthinfilms

k=10-5atλ=1000nm◆Causes

★Stoichiometricalcompositionduringevaporation★Decompositionbecauseofwaterpenetration★Innersurfacescattering(volumescattering)★Outersurfacescattering(surfacescattering)

◆Calculation

GivenNH=nH-ikHandNL=nL-ikL,tocalculateA.

G|(HL)pH|A:G|(HL)p|A:106ppt課件.高反射膜中的駐波場(chǎng)分布?波堆最佳膜堆G|(HL)^pH|A的損耗約為G|(HL)^p|A的1/3G|(HL)^pH|A的損耗可下降1/3-1/4107ppt課件.金屬反射膜108ppt課件.金屬反射膜的反射率垂直入射:傾斜入射:n越小越好，k越大越好麻煩:cosθ1是虛數(shù)。109ppt課件.110ppt課件.

特性AlAgAu

紫外區(qū)反射率可見區(qū)紅外區(qū)BPPMBP

接近于AgB接近于Ag硬度附著力穩(wěn)定性BPPBPPMPB三種金屬膜的特性和工藝制備工藝高的真空度高的真空度一般要求低基板溫度低基板溫度快蒸快蒸111ppt課件.增強(qiáng)反射鏡G|AlLHLH|AirL-SiO2;H-TiO2

nH=2.2,nL=1.45,(nH/nL)2=2.3

SetAAl=9%,ALH=9%/2.3=4%,ALHLH=4%/2.3=1.5%112ppt課件.基本要求長(zhǎng)波通短波通第四節(jié):干涉截止濾光片113ppt課件.

基本結(jié)構(gòu)A/(0.5HL0.5H)p/GA/(0.5LH0.5L)p/G長(zhǎng)波通短波通R曲線包絡(luò):114ppt課件.在截止區(qū)，E=0or∞FornH=2.35,nL=1.45g=0,E=E==1.84g=2,E==2.99E==1.14115ppt課件.

等效導(dǎo)納(H:2.35,L:1.45)0.5HL0.5H0.5LH0.5Lg(λ0/λ)EE0.01.841.840.21.821.870.41.731.960.61.532.220.80.853.981.0虛數(shù)-截止區(qū)虛數(shù)-截止區(qū)1.26.460.521.43.600.941.63.171.071.83.031.122.0虛設(shè)虛設(shè)116ppt課件.問(wèn)題一：通帶波紋的壓縮n0E’EE”ns基本思想:由于單層膜只有一個(gè)零反射點(diǎn)，故常用多層膜或相同的基本周期匹配。117ppt課件.1.變厚度法：─

G(0.5LH0.5L)12A

━G1.19(0.5LH0.5L)(0.5LH0.5L)11A

nG=1.52,nH=1.9,nL=1.46,λ0=800nm匹配設(shè)計(jì)的例子----以短波通為例2.變折射率法:─G(0.5LH0.5L)12A━G(0.5LM0.5L)2(0.5LH0.5L)10AnG=1.52,nH=1.9,nL=1.46,nM=1.64,λ0=800nm118ppt課件.━

G(0.5LH0.5L)12A─上述膜系經(jīng)約1分鐘優(yōu)化的結(jié)果，效果顯著3.119ppt課件.

問(wèn)題二：截止濾光片的斜入射S，P偏振光的光譜特性分離(a).短波通G[]15A(b).長(zhǎng)波通G[]15A截止濾光片的分光透射率曲線120ppt課件.傾斜入射時(shí)的光學(xué)導(dǎo)納

入射媒質(zhì)為1.0入射媒質(zhì)為1.521.斜入射時(shí)s-分量反射帶增寬，p-分量減??；2.較高的導(dǎo)納比，有利減少偏振分離;3.1.52的媒質(zhì)入射偏振比1.0的媒質(zhì)大121ppt課件.方法1：選擇適當(dāng)?shù)谋∧げ牧?22ppt課件.膜系G(HLH2L2H2LHLHL)9A在45°角入射時(shí)s-和p-偏振分量的分光透射率曲線初始膜系G(HLH2L2H2LHLHL)9A構(gòu)成的(a).長(zhǎng)波通和(b).短波通消偏振截止濾光片

方法2：設(shè)計(jì)消偏振截止濾光片

顧培夫等，光學(xué)學(xué)報(bào)，25(2),274123ppt課件.思想：將寬通帶濾光片的間隔層乘上不等于1的系數(shù)—即失諧，使某個(gè)過(guò)渡邊緣重疊。ThelenA.Avoidanceorenhancementofpolarizationinmultilayers[J].J.Opt.Soc.Am.,1980,70(1):118-121ThelenA.Nonpolarizingedgefilters[J].J.Opt.Soc.Am.,1981,71(3):309-314方法3：消偏振截止濾光片的另一種設(shè)計(jì)方法---用失諧濾光片概念來(lái)設(shè)計(jì)消偏振截止濾光片

124ppt課件.問(wèn)題三：通帶展寬--

1).

任何周期膜系都存在反射帶和透射帶，出現(xiàn)反射帶的

條件1:

基本周期的膜厚之和為λ0/2(π)整數(shù)倍。即

=∑δi==kπ(k=1,2,3…)

條件2:

除去|t|=1,即T=1的透射帶,即滿足

為正整數(shù)對(duì)λ1：即除去:

為正整數(shù)125ppt課件.可能的反射帶:應(yīng)除去的反射帶：例：(3HL)p可能的反射帶:應(yīng)除去的反射帶：最終反射帶：最終透射帶:級(jí)次越高，反射帶越接近：1+1:g=1,3,5….2+1:g=2/3,4/3,8/3…3+1:g=1/2,1,3/2,5/2…126ppt課件.G(HL)8H1500,500,300nm…G(2HL)82H2250,1125,562nm…G(3HL)83H3000,1500,1000,600nm…λ0=1500nm時(shí)的計(jì)算結(jié)果127ppt課件.出現(xiàn)反射帶的條件1:

基本周期的膜厚之和為λ0/2(π)整數(shù)倍。即

=∑δi==kπ(k=1,2,3…)

條件2:

除去|t|=1,即T=1的透射帶,即滿足

為小數(shù)對(duì)λ1：即除去:乘以最小公倍數(shù)而得到的正整數(shù)，如通帶展寬--為小數(shù)128ppt課件.例:(0.75H1.25L),

除去故反射帶為g=1-7,透射帶為g=8…結(jié)論：1.二種材料不可能展寬透射帶;2.交換，反射帶位置不變;3.值越大，反射帶越靠近。129ppt課件.Thelen提出：要展寬通帶必須用三種以上材料,其設(shè)計(jì)思想是:在材料C兩側(cè)設(shè)計(jì)雙層減反膜AB,得到二個(gè)減反波長(zhǎng)λ/2,λ/3,則基本周期為AB|C|BA130ppt課件.若要三個(gè)波長(zhǎng)減反射(λ/2,λ/3,λ/4),則要4種材料，對(duì)D二側(cè)設(shè)計(jì)3層AR膜:ABC|D|CBA,當(dāng)D膜厚=0時(shí)得基本周期AB2CBA131ppt課件.2).HL堆Rugatefilter132ppt課件.第五節(jié):帶通濾光片133ppt課件.F-P濾光片的基本結(jié)構(gòu)

r1=r10eif1r2=r20eif2Tt1t2nd134ppt課件.窄帶濾光片的特性1.透過(guò)率的極大值位置：2.中心波長(zhǎng)透過(guò)率：135ppt課件.3.半寬度136ppt課件.問(wèn)題一：提高陡度—多腔濾光片137ppt課件.138ppt課件.窄帶濾光片:Sub|HLHLHHLHLH|Sub

消去半波間隔層:Sub|HLHLLHLH|Sub