№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость (час.) |
1. | 2 | Вычисление коэффициентов Фурье произвольной функции, заданной на отрезке. | 2 |
2. | 2 | Произведение периодических функций при преобразовании Фурье. Свертка коэффициентов – произведение теплицевой матрицы на вектор. | 2 |
3. | 2 | Свойства теплицевых матриц. Методы вычисления матриц обратных по отношению к теплицевой матрице. | 2 |
4. | 3 | Создание программной оболочки - интерфейс, элементы управления, визуализация. | 2 |
5. | 3 | Создание процедур численного расчета пропускания и отражения однослойных и многослойных однородных изотропных структур на подложке. | 4 |
6. | 3 | Процедуры оптимизации параметров однородных изотропных структур для проектирования (синтеза) просветляющих покрытий, зеркал. | 2 |
7. | 6 | Изучение спектрофотометра Lambda – 950, освоение управляющего программного обеспечения, измерения энергетических коэффициентов отражения и пропускания для различных образцов, поляризационное сканирование, обработка результатов измерений. | 2 |
8. | 6 | Изучение профилометра Dektak – 150, освоение управляющего программного обеспечения, измерения профилей дифракционных решеток различных типов. | 2 |
7. Практические занятия (семинары) не предусмотрен
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) не предусмотрены
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
основная литература , , . Методы связанных волн расчета оптических покрытий. - М.: РУДН, 2008, 123 c. , , Горобец и алгоритмы решения задач в моделях оптических покрытий. - РУДН (в печати). Furman Sh. A., Tikhonravov A. V. Basics of optics of multilayer systems.– Edition Frontieres, Gif-sur-Yvette, 1992. Moharam M. G., Grann E. B., Pommet D. A., Gaylord T. K. Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings // J. Opt. Soc. Am. A 12, (1995). Mateus C. F. R. PhD. Thesis. Tunable Optoelectronic Devices, University of California at Berkeley, 2004, 217 p. Котляр решение уравнений Максвелла в задачах дифракционной оптики // Компьютерная оптика. —2006, №29, С. 24-40. Li L. Use of Fourier series in the analysis of discontinuous periodic structures// JOSA — 1996. — Vol. 13. — No. 9, — p 1870-1876. дополнительная литература M. Neviere, E. Popov. Light Propagation in Periodic Media: Differential Theory and Design Marcel Dekker Inc, 2002, 432 p. ллипсометрия и поляризованный свет. М. Мир.1981. R. M. Gray Toeplitz and Circulant Matrices: A Review // Foundations and Trends in Communications and Information Theory, Vol. 2, No 3 (2006) p.155–239 Moharam, M. G., D. A. Pommet, E. B. Grann, and T. K. Gaylord, "Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach," J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 12, No. 5, 1077-1086, 1995. Юх П. Оптические волны в кристаллах. М. Мир.1983. P. Lalanne, "Improved formulation of the coupled-wave method for two-dimensional gratings," J. Opt. Soc. Am. A 14, 1592-1598 (1997) P. Lalanne and G. M. Morris, "Highly improved convergence of the coupled-wave method for TM polarization," J. Opt. Soc. Am. A 13, 779- (1996) C. Sauvan, G. Lecamp, P. Lalanne, and J. Hugonin, "Modal-reflectivity enhancement by geometry tuning in Photonic Crystal microcavities," Opt. Express 13, 245-255 (2005) , Кузнецов и вычисления. — М.: Наука, 1984. Методы компьютерной оптики. / Под ред. . – М.: Физматлит, 2003. программное обеспечение: ОС Windows и среда программирования Borland Delphi 2006 либо ОС Linux и среда программирования Lazarus. базы данных, информационно-справочные и поисковые системы не предусмотрены10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)
Примерным учебным планом на изучение дисциплины отводится один семестр. В качестве итогового контроля предусмотрен – экзамен.
Рекомендуется провести контрольную работу или тестирование по материалам тем 3 и 4 содержания дисциплины. По разделам 2 и 5 рекомендуется выдать индивидуальные домашние задания с получением формул амплитуд электромагнитного поля для многослойных оптических систем из однородных слоев методом связанных волн и проведением расчетов коэффициентов Фурье функций профилей простых решеток.
Для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов рекомендуется использовать следующий перечень вопросов и заданий:
Темы 1-2.
Понятие оптических наноструктур. Необходимость применения векторной электромагнитной теории к моделированию дифракции поляризованного света на оптических наноструктурах.
Методы численного решения уравнений Максвелла.
Понятие бинарной дифракционной решетки. Получение Фурье-коэффициентов функции профиля решетки.
Модальный метод Фурье.
Непрерывность тангенциальных компонент электромагнитного поля на границе раздела.
Теплицевы матрицы.
Тема 3.
Разрыв ность функции, описывающей электромагнитное поле ТМ поляризации, на границе раздела одномерной бинарной дифракционной решетки и однородной окружающей среды. Возникающая неустойчивость решения в результате произведения двух разрывных функций.
Устойчивый метод расчета дифракции ТМ поляризованных волн на одномерной бинарной решетке.
Темы 4-5.
Понятие конической дифракции. Формулировка метода связанных волн.
Методика расчета дифракции поляризованного света на многослойных дифракционных решетках
Методика расчета дифракции поляризованного света на структурах со сложным микрорельефом.
В соответствии со спецификой ВУЗа в процессе преподавания дисциплины методически целесообразно в каждой теме выделить наиболее важные аспекты и акцентировать на них внимание слушателей.
2. Конспект лекций для дисциплины
, , . Методы связанных волн расчета оптических покрытий: Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2008. – 144 с.: ил.
Методические рекомендацииСм. п. 11 программы дисциплины
Список вопросов1. Рассеяние поляризованной монохроматической волны. Коэффициенты отражения и пропускания дифракционных порядков.
2. Рассеяние TE-поляризованной волны на одномерной решетке. Регуляризация ряда Фурье. Явные формулы для нахождения коэффициентов Рэлея.
3. Решение системы дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами.
4. Рассеяние TM-поляризованной волны на одномерной решетке. При переходе через границу раздела функция терпит разрыв.
5. Система дифференциальных уравнений первого порядка с постоянными коэффициентами.
6. Численная дискретизация функции диэлектрической проницаемости, вычисление коэффициентов Фурье. Математическое описание для формы периодического дифракционного слоя.
7. Свойства теплицевых матриц.
8. Обращение теплицевых матриц.
9. Решение систем линейных алгебраических уравнений с теплицевыми матрицами над полем комплексных чисел.
10. Дифракция TM-поляризованной волны. Проекции волнового вектора. Форма профиля. Уравнения Максвелла (по координатам).
11. Разложения в ряд Фурье составляющих электромагнитного вектора. Замена координат по оси z. Компоненты уравнения Максвелла и их представление через ряды Фурье.
12. Преобразование уравнений. Приравнивание коэффициентов при одинаковых экспонентах.
13. Переход к уравнению второго порядка. Общее решение. Граничные условия.
14. Геометрия падающих плоских электромагнитных линейно-поляризованных волн при конической дифракции. Электрическое поле падающей волны.
15. Проекция волнового вектора. Профиль дифракционной решетки.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
