F8120 Optika tenkých vrstev

Přírodovědecká fakulta
jaro 2003
Rozsah
2/1/0. 2 kr. Ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc. (přednášející)
prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Jan Janča, DrSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc.
Předpoklady
Absolvování předmětu Kmity, vlny , optika.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Optika tenkých vrstev patří k základním disciplinám fyziky tenkých vrstev. Výsledky dosažené v jejím rámci nacházejí uplatnění v základním výzkumu i praxi. V přednášce je podán teoretický výklad týkající se základních poznatků této discipliny. Kromě toho zde jsou probrány nejpodstatnější aplikace těchto výsledků, které jsou používány v praxi, tj. v aplikovaném výzkumu a průmyslové praxi. V úvodu je popsán tzv. matematický (ideální) model systému tenkých vrstev, který je vhodný pro formulaci klasické (fenomenologické) teorie optiky tenkých vrstev. Dále jsou odvozeny vztahy umožňující počítat hodnoty optických veličin tenkých vrstev, které jsou měřitelné. Jsou tedy odvozeny vztahy vyjadřující odrazivost, propustnost, elipsometrické parametry a fázové posuvy obecného vrstevnatého systému obsahujícího libovolný počet vrstev. Pro tento účel jsou použity dva základní přístupy, tj. přístup založený na vícepaprskovém modelu interference světla a maticový přístup. Jsou presentovány příklady využití odvozených vztahů při výpočtu spektrálních a úhlových závislostí odrazivosti a propustnosti vybraných vrstevnatých systémů majících uplatnění v optickém průmyslu. Následuje kapitola věnující se optické analýze tenkých vrstev. Jsou probrány metody umožňující pomocí vhodných teoretických přístupů určit na základě získaných experimentálních dat hodnoty optických konstant a tlouštěk charakterisujících vybrané vrstevnaté systémy. Dále jsou probrány základní metody syntézy v optice tenkých vrstev, které jsou použitelné pro provedení návrhu vrstevnatých systémů s požadovanými optickými vlastnostmi (např. s požadovaným průběhem spektrální odrazivosti). Pozornost je především soustředěna na metody týkající se antireflexních pokrytí, laserových zrcadel a transmisních interferečních filtrů. V následující části přednášky je posán vliv některých defektů na hodnoty optických veličin vrstevnatých systémů. Je sledován hlavně vliv následujících defektů: drsnost rozhraní, sloupcová struktura a přechodové mezivrstvy. V závěru přednášky jsou probrány základy tzv. planární optiky, tj. jsou probrány základní zákonitosti týkající se šíření světla tenkou vrstvou vystupující ve funkci světlovodu. Teoretické výsledky získané v průběhu přednášky jsou procvičovány prostřednictvím řešení vhodných příkladů v rámci cvičení.
Osnova
  • 1. Matematický (ideální) model systémů tenkých vrstev vhodný pro klasickou (fenomenologickou) teorii optiky tenkých vrstev. 2. Odvození vztahů pro optické veličiny vrstevnatých systémů pomocí modelu vícepaprskové interference světla uvnitř vrstev tvořících tyto systémy. 3. Odvození vztahů pro optické veličiny vrstevnatých systémů pomocí maticového přístupu. 4. Příklady výpočtu odrazivosti a propustnosti vybraných vrstevnatých systémů používaných v optickém průmyslu. 5. Metody optické analýzy systémů tenkých vrstev. 6. Metody optické syntézy tenkých vrstev. 7. Vliv některých poruch na hodnoty optických veličin systémů tenkých vrstev (vliv drsnosti rozhraní, vliv sloupcové struktury a vliv přechodových mezivrstev). 8. Planární optika (vedení světla v tenkých vrstvách působících jako světlovody).
Metody hodnocení
Přednáška a cvičení, předmět bude zakončen zápočtem.
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
S.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011 - akreditace, jaro 2001, jaro 2005, jaro 2007, jaro 2009, jaro 2011, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2015, jaro 2017, jaro 2019, jaro 2021, jaro 2023, jaro 2025.