Calcul du champ électrique de la lumière dans une structure multicouche de films minces

Abstract

Dans ce travail, nous avons déterminé les équations qui permettent le calcul du champ électrique dans une structure de film mince multicouches. Nous avons utilisé plusieurs principes physiques pour motiver la dérivation, en particulier les coefficients de réflexion et de transmission aux interfaces et les relations de continuité ou de discontinuité des champs électrique et magnétique. Les équations simplifiées, sont récursives et peuvent être utilisées pour n'importe quel nombre arbitraire de couches intermédiaires. Ils sont sous une forme bien adaptée à l'analyse numérique avec un ordinateur. Une fois que les équations ont été dérivées, elles ont été utilisées pour calculer les champs pour une variété de modèles de films minces, montrant le comportement du champ électrique dans plusieurs situations intéressantes. Nous avons étudié le revêtement antireflet et les miroirs diélectriques. Nous avons vu le champ qui existe au-delà d'une interface qui présente une réflexion interne totale pour la lumière incidente à des angles supérieurs à l'angle critique. L'analyse numérique dans ce travail est un éventuel accès dans l'énorme domaine des applications de conception optique à film mince. Les exemples inclus dans ce travail ont été choisis pour illustrer quelques cas simples qui utilisent les équations dérivées, mais ne représentent pas une étude approfondie de l'optique des films minces. Alors que le travail principal était de dériver les équations «à partir de zéro», ces équations représentent un outil utile pour étudier les problèmes les plus profonds et les plus intéressants de la conception de films minces.