|
Vyučující
|
-
Křepelka Jaromír, Ing. CSc.
|
|
Obsah předmětu
|
Pojem optické tenké vrstvy, vlastnosti, příklady použití. Šíření elektromagnetického pole ve vrstevnatém prostředí. Matice přenosu tečných složek intenzity elektrického pole, amplitudové odraznosti a propustnosti. Matice přenosu normálové složky Poyntingova vektoru, výkonové odraznosti a propustnosti. Princip reverzibility. Vlastnosti jedné tenké vrstvy, tlusté vrstvy. Popis soustav vytvořených z kombinací tenkých a tlustých vrstev. Vrstvy v částečně koherentním světle. Konstrukční pojmy: půlvlnová vrstva, buffer vrstva, ekvivalentní třívrstvá perioda, aproximativní přístupy, mocniny interferenčních matic, derivace parametrů soustav tenkých vrstev. Periodické soustavy tenkých vrstev, šířka pásma potlačené propustnosti. McNeillův polarizující hranol. Antireflektující soustavy tenkých vrstev: jedna tenká vrstva, dvě tenké vrstvy, maximálně ploché antireflexe. Interferenční filtry Fabryho-Perotova typu. Prosvětlení kovové vrstvy (indukovaná transmise). Základy vyhodnocení elipsometrických měření. Fenomenologická teorie anizotropních tenkých vrstev: šíření rovinných vln v anizotropním vrstevnatém prostředí, přenos tečných složek pole a normálové složky Poyntingova vektoru, odraznosti, transmise, princip reverzibility.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Domácí příprava na výuku
- 20 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 80 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 26 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je seznámit se s optickými vlastnostmi soustav složených z tenkých izotropních, homogenních (případně nehomogenních) vrstev z dielektrických i kovových materiálů a jejich aplikacemi a hlouběji porozumět fyzikálním principům takových soustav. Pozornost je věnována také vlastnostem ideálních tlustých vrstev a jejich kombinacím se soustavami tenkých vrstev, a také vrstvám anizotropním. Teoretický základ vychází z řešení Maxwellových rovnic pro rovinnou vlnu, z nichž jsou odvozeny formule pro transformaci tečných složek intenzity elektrického a magnetického pole dovolující definovat měřitelné makroskopické parametry, odraznost, propustnost a absorbci. Jsou diskutovány teoreticky zajímavé problémy, jako např. princip reverzibility, princip ekvivalence symetrické soustavy tenkých soustavy, chování vrstev v částečně koherentním světelném poli, barevné efekty na tenkých vrstvách, vztah periodických tenkých vrstev k fotonickým krystalů a vlnovodným strukturám aj. Jsou uvedeny příklady praktických návrhů základních struktur, jako jsou anizotropní soustavy, vysoce odrazné soustavy, úzkopásmové filtry a polarizační děliče.
Předmět zaměřený na získání znalostí. Připomenout šíření elektromagnetických vln ve vrstevnatém prostředí, určit měřitelné parametry tenkých a tlustých vrstev a jejich kombinací, popsat konstrukci základních vrstevnatých systémů pro interferenční filtry pomocí analytického a numerického přístupu.
|
|
Předpoklady
|
Předpokládají se znalosti základního kursu matematické analýzy, algebry a klasické teorie elektromagnetického pole.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška
Porozumění fyzikálním principům stojícím za optikou tenkých vrstev, schopnost samostatného návrhu základních soustav tenkých vrstev s využitím analytických výsledků a extenzívnímu využití výpočetní techniky.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bach, H., Krause, D. (Eds.). (1997). Thin films on glass.
-
Baumeister, W. P. (2004). Optical coating technology. SPIE.
-
Eckertová, L. (1974). Fyzika tenkých vrstev. SNTL, Praha.
-
Holland, L. (1969). Vacuum deposition of thin films. Chapman & Hall, London.
-
Kaiser, N., Pulker, H. K. (Eds.). (2003). Optical interference coatings. Springer.
-
Knittl, Z. (1976). Optics of thin films. John Wiley & Sons, London - New York - Sydney - Toronto.
-
Kochergin,V. (2003). Omnidirectional optical filters. Kluwers.
-
Křepelka, J. (1993). Optika tenkých vrstev. Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, http://aix.volny.cz/~krepelka/films.htm.
-
MacLeod, H. A. (1969). Thin film optical filters. Adam Hilger, London.
-
Vašíček, A. (1960). Optics of thin films. North Holland, Amsterdam.
-
Weber, J. M. (2003). Handbook of optical materials. CRC.
-
Willey, R. R., Dekker, M. (2002). Practical design and production of optical thin films.
-
Willey, R. R. (2006). Field guide to optical thin films. SPIE.
|