Разработка численно-аналитических методов исследования оптических констант пленок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат наук Юрковец Евгений Валерьевич

• Юрковец Евгений Валерьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Юрковец Евгений Валерьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. Спектрофотометрические методы определения оптических

констант пленок

1.1. Современное состояние исследований

1.2. Вычисление оптических спектров пленок

1.2.1. Модель расчета спектров

1.2.2. Матричный метод

1.2.3. Рекуррентный метод

1.3. Обзор методов нахождения оптических констант

1.3.1. Определение оптических констант по экстремумам пропускания

1.3.2. Метод огибающих 2 8 1.3.3 Численные методы 30 Выводы по главе 32 ГЛАВА 2. Определение оптических констант непоглощающих

пленок

2.1. Анализ возможности нахождения решения уравнения

спектра пленки

2.2. Программа анализа спектров пленок FilmAnalysis

2.3. Пошаговая методика определения показателя

преломления

2.4. Определение показателя преломления с

использованием аналитических зависимостей п от X

2.5. Сравнительный анализ предложенных методик 58 2.6 Анализ влияния точности измерения амплитуды оптических спектров на погрешность определения ОК 59 Выводы по главе 61 ГЛАВА 3. Корректировка оптических спектров на поглощение 63 3.1 Постановка задачи

3.2. Описание используемых моделей пленок

3.3. Корректировка спектров пленок с поглощением

3.3.1 Корректировка спектров пленок с постоянным

поглощением

3.3.2 Корректировка спектров пленок с различными

показателями преломления 73 3.3.3. Корректировка спектров пленок для моделей с

колокообразной формой поглощения 76 3.3.4 Примеры корректировки спектров пленок с

дисперсией коэффициента преломления

3.4 Пример реализации метода корректировки

3.5. Определение коэффициента экстинкции пленки

Выводы по главе 93 ГЛАВА 4. Метод корректировки оптических спектров на

поглощающей подложке

4.1. Определение оптических констант поглощающих подложек 95 4.2 Метод корректировки на поглощение спектров пленок

на поглощающей подложке

4.3. Определение поглощения в пленке

4.4. Определение оптических констант пленок на подложке из кремния

4.4.1 Расчет оптических констант для пленки CaY2F8 на

подложке из кремния

4.4.2 Расчет оптических констант для пленки ZnS на

подложке из кремния

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа «Разработка-численно-аналитических методов определения оптических констант пленок» посвящена разработке спектрофотометрических методов определения показателя преломления и коэффициента поглощения пленок.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка численно-аналитических методов исследования оптических констант пленок»

Актуальность темы исследования.

Проектирование и создание современных оптических и оптико-электронных систем и комплексов невозможно без использования тонкопленочных одно- и многослойных покрытий. Оптические покрытия позволяют формировать разнообразные требуемые энергетические и фазовые спектральные характеристики оптических элементов. Прогресс в области оптического приборостроения, создание оптических и оптико-электронных систем тесно связан с фундаментальными исследованиями в области физики тонких пленок. Благодаря этим исследованиям создаются новые системы оптоэлектроники и оптики.

Оптические константы - показатель преломления и коэффициент поглощения, являются основными, которые определяют оптические свойства пленок и интерференционных покрытий.

В настоящей работе было предложено ряд численно-аналитических методов определения оптических констант как непоглощающих, так и поглощающих пленок, проведено нахождение показателей преломления и коэффициента поглощения известных и новых типов пленок: CaY2F8, Ba0<98Mg0,02F2, и

других в средней и дальней ИК областях спектра. Вышесказанным определяется актуальность работы.

Степень разработанности темы.

Задаче нахождения показателя преломления и коэффициента поглощения в настоящее время уделяется большое внимание. В ведущих российских и зарубежных научных журналах периодически выходят работы различных школ, посвященные исследованию оптических пленок и интерференционных покрытий. В первую очередь следует отметить коллектив ученых из НИВЦ МГУ под руководством директора НИВЦ, профессора Тихонравова А.В. Он разработал принципиально новый метод оптимизации для решения многопараметрических обратных задач синтеза многослойных оптических систем, названный методом игольчатого синтеза. Исследование оптических покрытий и пленок ведутся: в Санкт-Петербурге в коллективах, возглавляемых профессорами Котликовым Е.Н. (ГУАП) и Губановой Л.А. (НИУ ИТМО), в Государственном институте прикладной оптики (г. Казань) в авторском коллективе в составе И.С. Гайнутдинова, Е.А. Несмелова, И.Б. Хайбуллина.

Из ведущих американских исследователей, специализирующихся в области оптики и технологии тонких пленок, необходимо отметить Рональда Виллея (Ronald R. Willey, Willey Optical Consultants) - автора монографии «Practical Designand Productionof Optical Thin Films» и Ангуса Маклеода (H. Angus Macleod, Thin Film Center) - автора монографии «Thin Film Optical Filters», пережившей четыре издания, и программы «Essential Macleod» для решения задач оптики тонких пленок. Из европейских исследователей следует отметить коллектив ученых под руководством профессора Д. Ристау (Detlev Ristau) из Лазерного Центра Ганновера (г. Ганновер, Германия). С 2010 года профессор Д. Ристау возглавляет группу исследователей по направлению «Сверхвысококачественные оптические пленки» («Ultrahigh Quality Optical Layers») для лазерных приложений.

Библиографический список вышеперечисленных работ приведен в тексте диссертации.

Для определения оптических констант широко используются спектрофотометрические методы, основанные на анализе спектров отражения и пропускании пленок. Решение этой задачи осложняется рядом трудностей. В

частности, неоднозначностью анализа оптических спектров, число точек спектра в которых (2Ы) меньше числа неизвестных в спектре (2К+1). Кроме того, как отмечают все исследователи, наличием полос поглощения, которые искажают спектры отражения и пропускания. Наконец, точность определения амплитуды спектров обычно не превышает нескольких десятых процента, что также влияет на однозначность анализа.

Как следствие этого, в настоящее время существуют ограниченное число способов нахождения оптических констант пленок из спектров. К ним можно отнести решение обратной задачи с использованием минимизации функционала качества. Нахождение аналитического решения для непоглощающих и слабопоглощающих пленок, которое позволяет определять оптические константы в экстремумах спектров отражения и пропускания. В работе Котликова Е.Н. и Новиковой Ю.А. предложена методика коррекции оптических спектров на поглощение. Она основана на использовании упрощенного аналитического выражения для коррекции спектров пленок. Однако, универсального метода определения показателя преломления и коэффициента поглощения из спектров с поглощением в данный момент не существует. Описанное выше определяет степень разработанности вопроса.

Объектом исследования являются оптические свойства пленок -показатели преломления и коэффициенты экстинкции в средней и дальней ИК областях спектра.

Предметом исследования являются методы нахождения оптических констант пленок, основанные на корректировке спектров на поглощение в них.

Целью диссертационной работы является разработка универсального спектрофотометрического метода определения оптических констант поглощающих пленок и его апробация на реальных структурах.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие научные задачи:

1. Разработать спектрофотометрические методы определения оптических констант слабо поглощающих пленок.

2. Создать программное обеспечение для анализа спектров оптических пленок.

3. Разработать методы корректировки спектров пленок на поглощение, в том числе на поглощающих подложках.

4. Исследовать предложенными методами оптические константы, пленок в средней и дальней ИК областях спектра.

Научная новизна.

1. Проведен анализ возможности определения оптических констант пленок численными и минимизационными методами.

2. Разработан метод определения оптических констант непоглощающих пленок, базирующийся на поэтапном определении показателя преломления отдельно для соседних участков спектра.

3. Разработано программное обеспечение для анализа оптических спектров пленок.

4. Рассмотрены модели поглощающих и непоглощающих пленок, имитирующих реальные спектры.

5. Получено уравнение корректировки оптических спектров на поглощение.

6. Разработан метод корректировки спектров отражения и пропускания на поглощение с использованием предложенных моделей пленок, уравнения корректировки и функций корректировки.

7. Исследована зависимость показателей преломления и коэффициентов поглощения пленок Ba0,98Mg0,02F2, CaY2F8, ZnS, ZnSe в среднем и дальнем ИК диапазонах спектров.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что:

1. Проведен анализ возможности применения численных и минимизационных методов определения оптических констант.

2. Разработаны методы определения оптических констант: показателя преломления и коэффициента экстинкции, в том числе для поглощающих пленок.

3. Результаты работы использованы при чтении спецкурсов «Оптика лазеров» и «Прикладная оптика» по направлению «Оптотехника» в С.-Пб ГУАП.

4. Результаты работы использованы при выполнении НИР в рамках государственного задания 3.8420.2017/БЧ, проводимых в С.-Пб. ГУАП.

5. Результаты работы использованы в Новосибирском Государственном университете.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

1. Разработано программное обеспечение для анализа спектров пленок.

2. Определены оптические константы пленок Ba0,98Mg0,02F2, CaY2F8, 2^, 2^е в средней и дальней ИК областях спектра.

Методы исследования. В проведенных исследованиях применялись экспериментальные, теоретические и расчётно-аналитический методы. Использованы спектрофотометрические методы определения спектров отражения, пропускания и поглощения на современных приборах, цифровые методы обработки сигналов, методы проектирования и разработки программного обеспечения ЭВМ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Анализ возможности определения оптических констант пленок численными и минимизационными методами.

2. Методы определения оптических констант непоглощающих пленок, основанные на поэтапном определении показателя преломления отдельно для соседних участков спектра.

3. Уравнения корректировки оптических спектров на поглощение.

4. Метод корректировки спектров отражения и пропускания на поглощение путем использования предложенных моделей пленок и уравнений корректировки.

5. Зависимость показателей преломления и коэффициентов поглощения пленок Bao,98Mgo,o2F2, CaY2F8, 2^ и 2^е в среднем и дальнем ИК диапазонах спектров.

Степень достоверности. Достоверность результатов обеспечивается использованием: аттестованных спектрофотометрических методов измерений;

современного математического аппарата и программных средств; согласием с результатами теоретических и экспериментальных исследований других авторов в том случае, когда они имеются; успешным представлением основных положений материалов диссертационной работы в ряде докладов на сессиях и международных конференциях.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на восьми международных конференциях: VII международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики-2014», ИТМО, Санкт-Петербург, 20-24 октября 2014, IV международная конференция по фотонике и информационной оптике, Москва, НИЯУ МИФИ, 28-30 января 2015, IX Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика-2015», ИТМО, Санкт-Петербург, 12-16 октября 2015, V международная конференция по фотонике и информационной оптике, Москва, НИЯУ МИФИ, 3-5 февраля 2016, VI международная конференция по фотонике и информационной оптике, Москва, НИЯУ МИФИ, 1-3 февраля 2017, 13 международная конференция «Пленки и покрытия-2017», Санкт-Петербург, 18-20 апреля, X Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика-2017», ИТМО, Санкт-Петербург, 16-20 октября 2017, XXI международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире», Санкт-Петербург, 15 февраля 2018, а также на научных сессиях: научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург, 2015 год, научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург 2016 год, научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург, 2017 год, научная сессия ГУАП, Санкт-Петербург, 2018 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них 4 публикации в рецензируемых научных изданиях, 1 свидетельство о регистрации программы ЭВМ и базы данных, 14 в других изданиях и материалах конференций.

Соответствие паспорту специальности.

Содержание исследования соответствует следующим пунктам специальности 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ:

Пункт 1. Разработка новых математических методов моделирования объектов и явлений.

Разработан метод математического моделирование оптических спектров поглощающих пленок с последующим использованием полученных моделей для исключения поглощения в спектрах и нахождением оптических констант, В третьей главе диссертации этот метод описан в применении к непоглощающей подложке. В четвертой главе диссертации описано применение этого метода в системе, в которой и в подложке и в пленке присутствует поглощение. Разработанные методы применены для проведения натурных исследований пленок Bao,98Mgo,o2F2 , CaY2F8, 2^ и 2^е, CaY2F8

Пункт 3. Разработка, обоснование и тестирование эффективных вычислительных методов с применением современных компьютерных технологий.

Разработаны численно-аналитические методы, базирующихся на минимизации функции качества, с целью определения оптических констант непоглощающих пленок. В том числе: метод минимизации функции качества при использовании последовательности участков спектра, пошаговый метод, а также метод, основанный на аналитической зависимости показателя преломления. Методы описаны во второй главе диссертации.

Пункт 4. Реализация эффективных численных методов и алгоритмов в виде комплексов проблемно-ориентированных программ для проведения вычислительного эксперимента.

Разработано программное обеспечение для анализа оптических спектров пленок и нахождения оптических констант непоглощающих пленок «FilmAnalysis», которое описано во второй главе диссертации, получено свидетельство о регистрации программы. Программное обеспечение использовалась также для определения оптических констант поглощающих пленок, для которых была с использованием предложенных моделей проведена коррекция оптических спектров на поглощение.

Личное участие автора. В материалах совместных работ личный вклад автора является определяющим. Автору принадлежит: анализ литературных источников, анализ возможности определения оптических констант пленок, методы определения оптических констант непоглощающих пленок, разработка метода корректировки спектров пленок на поглощение, обработка полученных экспериментальных результатов. Определение направлений исследований, обсуждение и интерпретация результатов проводилась совместно с научным руководителем.

ГЛАВА 1. Спектрофотометрические методы определения оптических

констант пленок

1.1. Современное состояние исследований

В настоящей главе будет проведен обзор существующих на данный момент спектрофотометрических методов определения оптических констант пленок. А также рассмотрен математический аппарат, используемый для расчета спектров оптических покрытий

Показатель преломления п и коэффициент экстинкции k оптических покрытий определяются многими факторами. В частности, способом получения слоев, технологическими режимами изготовления пленкообразующих материалов (температура подложки, скорость осаждения, остаточное давление в вакуумной камере). Вследствие этого, п и k оптических пленок отличаются от оптических констант пленкообразующих материалов [21-33]. Исследования оптических констант пленок началось достаточно давно, практически сразу с развитием технологии оптических покрытий [41-43] и в настоящее время, вместе с развитием теории синтеза оптических покрытий, являются предметом всесторонних исследований [26, 34, 44-60].

Для поиска оптических констант пленок разработано и успешно применяется множество методов, базирующиеся на анализе различных физических величин. Наиболее широкое практическое применение получили методы, основанные на анализе спектров пропускания и отражения исследуемой пленки на подложке с известными характеристиками [61-67]. Такие методы определения оптических констант пленок называются спектрофотометрическими методами.

Спектрофотометрические методы получили широкое применение [62-65]. Причиной тому послужило то обстоятельство, что они позволяют проводить исследования в широком спектральном диапазоне и не требует создания оригинального измерительного оборудования. Показатель преломления п(Х) и коэффициент экстинкции к(Х) (или коэффициент поглощения а(Х)) определяются из спектров отражения и пропускания Т(Х) и ^(Х), а также по найденным из них спектрам поглощения ^(Х)=1-Т(Х)^(Х), Методы нахождения оптических констант из спектров условно можно разделить на численные и аналитические. Аналитические методы основаны на получении аналитических выражений для оптических констант и сравнении результатов расчетов спектров, полученных по этим выражениям с экспериментальными данными [68]. Численные методы основаны на минимизации какого-либо вида функции качества, зависящей от введенных оптических констант пленок, с последующим сравнением результатов расчетов спектров с экспериментальными данными [48, 50, 63, 69-77].

Реально все методы используют в той или иной степени как аналитические методы нахождения решения для уравнения спектров пленок, так и численные расчеты минимизации функции качества, поэтому такое разделение условно и не является жестким. В настоящей главе будет проведено рассмотрение некоторых известных аналитических и численных методов.

Во втором разделе настоящей главы будут рассмотрены используемые в работе методики расчета оптических спектров. В третьем разделе будут рассмотрены аналитические методы обработки оптических спектров. В четвёртом разделе - численные методы обработки.

Основные направления исследований оптических констант на основе анализа спектров пропускания и отражения, используемые в настоящее время, рассмотрены ниже.

В работе [78-79] была развита аналитическая теория нахождения оптических констант слабопоглощающих пленок. Эта теория позволяет находить оптические константы в точках, соответствующих экстремумам пропускания пленок. Она получила дальнейшее развитие и широко применяется в настоящее

время для областей спектра, свободных от поглощения. Ее недостатком является невозможность определения полной дисперсии оптических констант во всех точках спектра, а также требования к малым поглощениям в спектрах пленок.

В работе [80] был предложен подход, включающий перебор значений констант феноменологической дисперсионной модели на основании моделей Лоренца или Коши. Критические обзоры методов определения оптических постоянных тонких пленок, базирующихся на анализе данных спектрофотометрических измерений и использующих для описания различные модели дисперсионных зависимостей, представлены в работах [37, 81, 82].

В работе ([83]) было предложено использовать функцию качества для численного метода нахождения оптических констант. Этот метод использовался впоследствии в ряде работ, однако она обладала существенными сложностями. Общее число точек спектра отражения и пропускания 2К меньше числа неизвестных: N точек для коэффициента преломления N точек для коэффициента поглощения и плюс одна точка -геометрическая толщина пленки. Дополнительно уравнение для нахождения геометрической толщины пленки предложено искать в области свободной от поглощения. Данный метод в различных модификациях широко применяется в настоящее время с учетом различных поправок и приближений. Однако, до настоящего времени нет универсальной программы, позволяющей определять оптические константы для всего спектра. Примером подхода поиска универсальной программы является наша работа ([17]).

В работах [63, 65, 82, 84] указано, что обработка спектров затруднена наличием поглощения. Как следует из приведенного краткого обзора, развитие численных методов тормозится сложностями обработки спектров, в первую очередь наличием полос поглощения в них.

В работе [85] был предложен новый подход для определения оптических констант пленок. Он базируется на исключении из спектров отражения и пропускания поглощения. Полученные спектры пропускания и отражения свободны от поглощения, но содержат дисперсионные зависимости для показателя преломления. Этот подход позволяет использовать для обработки

спектров все перечисленные выше направления. Примером такого подхода являются работы [17, 18].

В работе [16] было предложено использовать аналитическую функцию корректировки, позволяющую исключать поглощение в пленках. Детальный анализ показал, что реально такой функции не существует. Она может быть задана только в узком диапазоне спектра эмпирическим образом. Поэтому в настоящей работе предложен другой подход для перерасчета спектров на поглощение. Этот подход заключается в использовании модели поглощающего спектра и реализации на основе этой модели скорректированных спектров и получать спектры пленок, свободные от поглощения. Как показано в параграфе настоящей главы этот подход позволяет с высокой точностью получать спектры пленок, свободные от поглощения.

Таким образом, основные направления исследований оптических констант дополняется новым направлением. Его особенностью является то, что после перерасчета спектров к ним могут быть применены все известные методы определения оптических констант пленок без поглощения.

1.2. Вычисление оптических спектров пленок

1.2.1. Модель расчета спектров

Модель расчета оптических спектров пленок основана на электромагнитной теории Максвелла. Эта теория не совсем свободна от неопределенностей, но все же предоставляет возможность учитывать интерференционные и поляризационные эффекты в многослойных покрытиях всех типов. В данном параграфе рассматриваются основные положения, основанные на работах [21, 34].

Расчет спектров отражения, пропускания и поглощения многослойного пленочного покрытия с точки зрения теории Максвелла заключается в решении граничной задачи, сводящейся к определению стационарных амплитуд векторов напряженности электрического и магнитного полей на границах многослойного покрытия при падении световой волны с определенными характеристиками. Вследствие этого, энергетические соотношения и фазовые изменения, выражаются через векторы поля.

Главными характеристиками электромагнитного излучения, распространяющегося в среде, являются амплитуда колебаний электрического Е или магнитного Н вектора напряженности поля излучения, частота излучения, состояние поляризации и направление распространения, задающееся волновым вектором k. Допустим, падающее на поверхность излучение задается плоской линейно-поляризованной монохроматической волной с фронтом бесконечной ширины. Уравнение плоской монохроматической волны в изотропной среде имеет

где ? - время, г - радиус-вектор, ю - круговая частота, с - скорость света в вакууме, i - мнимая единица, k - волновой вектор (не путать с коэффициентом экстинкции!), N=n-ik - комплексный показатель преломления, включающий в себя вещественную часть п (показатель преломления - отношение скоростей распространения света в вакууме и данной среде), и мнимую часть k (показатель экстинкции (поглощения) - определяет уменьшение интенсивности излучения в среде в результате поглощения).

Интенсивность светового потока I, распространяющегося в среде, пропорциональна Е0|2 и, согласно закону Бугера - Ламберта - Бэра, после прохождения слоя вещества толщиной l связана с начальным значением интенсивности ^ следующим образом [21].

вид [21].

(1.1)

(1.2)

где ^о - длина волны излучения в вакууме, а=4лк/^0 - натуральный показатель поглощения среды.

Величина А=(10-1)/10, являющаяся отношением потока излучения, поглощенного телом, к падающему на него потоку, называется поглощением.

= П,в

1, + ¡к1 / ! ь

М2=п2+ &1}7 / \ ь

= п3 + гк313 / \ и /

Кш = Пп, + 1,п

Рисунок 1.1. Схема многослойной пленочной системы [34]

На рисунке 1.1 приведена схема пленочного покрытия, состоящего из т слоев, с к которыми граничат две полубесконечные среды. Многослойные оптические покрытия математически описываются системой, состоящей из некоторого количества слоев с разнообразными комплексными показателями преломления и толщинами сопоставимыми с длиной световой волны.

Здесь п показатель преломления, а ^ - показатель экстинкции 7-слоя. При отсутствии поглощения к равняется нулю. Чаще всего теория Максвелла предусматривает, что слои системы являются однородными, изотропными и имеют строго параллельные границы и бесконечную протяженность. Верхняя и нижняя среды тоже считаются однородными и изотропными.

Погрешность расчетов устанавливается точностью моделирования конкретного процесса распространения электромагнитного излучения в пленке при помощи данной модели. Важно понимать, что в указанной модели существует

ряд приближений. А именно, как уже описывалось выше, каждый отдельный слой считается однородным и изотропным. Следовательно, оптические свойства полностью задаются комплексными показателями преломления 7=1,2,...,m+1 и геометрической толщиной Ц. Величина щ может быть равна нулю в случае отсутствия поглощения в рассматриваемом слое.

В действительности же падающий на систему свет не идеально коллимирован и монохроматичен, а также существуют небольшие флюктуации толщины пленок и подложек. Подложка не всегда ведет себя как элемент многослойной оптической системы, свойства которого определяются длиной волны. К примеру, в отдельных случаях нужно принимать во внимание дисперсию показателя преломления подложки, воздействие отражения обратной стороны подложки на отражения и пропускание системы. Подобный подход можно использовать для решения математически более простых задач, например, анализ однослойных покрытий.

При прохождении света через границу раздела двух прозрачных сред часть света поглощается, а оставшийся свет раздваивается на отраженный обратно в первую среду и преломленный во вторую, что изображено на рисунке 1.1. Обозначив их интенсивности как I, R и Т, будем иметь [21, 34].

1 = Я + Т + А (1.3)

Преодоленный светом в среде путь задает количество поглощенного света. Эта величина не постоянна. Согласно вышеописанному, при наличии поглощения путь задается мнимой частью комплексного коэффициента преломления среды При таких условиях во всех дальнейших формулах вместо действительного значения показателя п преломления применяется N.

Поляризация отраженного и преломленного света задается состоянием поляризации падающего света. Для удобства дальнейшего изложения, введем следующие обозначения: Ее - амплитуда падающего света, которую можно разложить на Е^-компоненту, лежащую в плоскости падения и ¿^-компоненту, лежащую в плоскости, перпендикулярной к ней. В этом случае интенсивность [21]

(1.4)

(1.5)

(16)

где rs и Гр, SsИ Ър — коэффициенты Френеля, определяющие ослабление амплитуд при отражении и прохождении света на границах раздела, RsИ Rp— коэффициенты отражения; Т и Тр — коэффициенты пропускания s- и р -составляющих отраженного и проходящего света.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Юрковец Евгений Валерьевич, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kotlikov, E.N. Correction of optic spectra on an absorption substrate / Kotlikov, E.N., Iurkovetc E.V. // Journal of physics: Conference series, Series, Volume 737 (2016) 012042 doi:10.1088/1742-6596/737/1/012042

2. Kotlikov, E.N. Method of correction spectra for absorption / Kotlikov E.N., Iurkovetc E.V. // Journal of physics: Conference series, Volume 857 (2017) 012023 doi:10.1088/1742-6596/857/1/012023

3. Котликов, Е.Н. Метод определения оптических констант поглощающих пленок. Подложки без поглощения / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // Оптический журнал, 2018. Том 85, выпуск 1, стр. 59-64.

4. Котликв, Е.Н. Метод определения оптических констант пленок на поглощающих подложках / Котликов Е.Н, Новикова Ю.А,, Юрковец Е.В. // Оптический журнал, 2018, Том 85, выпуск 10, стр. 64-69.

5. Котликов, Е.Н. Синтез ахроматических светоделительных покрытий для фурье-спектрометров дальнего ИК диапазона спектра / Котликов Е.Н., Новикова Ю.А., Юрковец Е.В. // Известия ВУЗов. Приборостроение, 2018

6. Котликов, Е.Н. Программа анализа оптических спектров пленок «FilmAnalysis» / Котликов Е.Н., Котликов А.Н., Юрковец Е.В. // свидетельство о регистрации №2018611718 от 6 февраля 2018 г

7. Котликов, Е.Н. Метод определения оптических констант на основе аналитической зависимости коэффициента преломления / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // Сборник трудов VIII международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики-2014», стр. 434-436. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2014

8. Котликов, Е.Н. Анализ возможности применения численных методов для определения оптических констант пленок / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // IV

международная конференция по фотонике и информационной оптике, сборник научных трудов, стр 346-347. НИЯУ МИФИ, Москва, 2015.

9. Котликов, Е.Н. Расчет вклада поглощения в спектры отражения и пропускания / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // IX Международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2015», Сборник научных трудов, стр. 71-73. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2015

10. Котликов, Е.Н. Коррекция оптических спектров на поглощающей подложке / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // V международная конференция по фотонике и информационной оптике, сборник научных трудов, стр 271-272. НИЯУ МИФИ, Москва, 2016

11. Котликов, Е.Н. Определение оптических констант пленок на основе уравнений Крамерса-Кронига / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // X Международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2017», Сборник научных трудов, стр. 99-101. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2017

12. Котликов, Е.Н. Измерение оптических констант пленки CaY2F8 / Котликов Е.Н., Новикова Ю. А., Юрковец Е.В. // VI международная конференция по фотонике и информационной оптике, сборник научных трудов, стр 428-429. НИЯУ МИФИ, Москва, 2017

13. Котликов, Е.Н. Метод коррекции оптических спектров пленок на поглощение / Котликов Е.Н., Юрковец Е.В. // Пленки и покрытия - 2017, труды 13-й международной конференции, Санкт-Петербург, Издательство Политехнического университета, 2017, стр. 215-218. ИТМО, Санкт-Петербург, 1620 октября 2017,

14. Котликов Е.Н. Светоделительные покрытия для ИК диапазона спектра / Котликов Е.Н., Новикова Ю. А., Юрковец Е.В. // Сб. научных трудов, XXI международной НПК «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире», Санкт-Петербург, 15 февраля 2018. стр. 125-128.

15. Котликов, Е.Н. Дисперсионные константы кремния в области полос поглощения 400-6000см-1 / Котликов Е.Н., Комарова А. М. Новикова Ю А., Смирнова, Е.В. Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление

качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2015. С.-Пб ГУАП 2015. С.192-196.

16. Котликов, Е.Н. Уравнения коррекции оптических спектров / Котликов Е.Н., Фадеев С.П., Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2015. С.-Пб ГУАП 2015. С.197-200.

17. Котликов, Е.Н. Анализ спектров оптических пленок / Котликов Е.Н., Котликов А.Н., Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2016. С.-Пб ГУАП 2016. С.247-252

18. Котликов, Е.Н. Программное обеспечение для нахождения оптических констант пленок / Котликов Е.Н., Котликов А.Н., Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2016. С.-Пб ГУАП 2016. С.253-257.

19. Котликов, Е.Н. Определение коэффициентов преломления поглощающих пленок / Котликов Е.Н., Котликов А.Н., Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2017. С.-Пб ГУАП 2017. С.86-91.

20. Котликов, Е.Н. Коррекция спектров пленок на поглощение / Котликов Е.Н., Терещенко Г.К., Юрковец Е.В. // Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. Сб. докладов научной сессия ГУАП 2017. С.-Пб ГУАП 2017. С.97-101.

21. Борн, М. Основы оптики: Пер. с англ. под ред. Г.П. Мотулевич. / Борн М, Вольф Э. - М. : Наука, 1970. 856 с

22. Губанова, Л.А. Оптические покрытия: учебное пособие / Губанова Л.А. - СПб. : СПбГУ ИТМО. 2012. 101 с.

23. Окатов, М.А. Справочник технолога - оптика. / М. А. Окатов и др. -СПб.: Политехника, 2004. 679 с

24. Майселл, Л. Технология тонких пленок. Справочник: в 2 т. / Л. Майссел, Р. Глэнг. - Нью-Йорк, 1970. Пер. с англ. под ред. М. И. Елинсона, Г. Г. Смолко. - М.: Советское радио, 1977. - 664 с.

25. Willey, R. R. Practical Production of Optical Thin Films / R. R. Willey -Willey Optical, Consultants: Charlevoix, MI, USA. - 2008. - 419 p.

26. Гайнутдинов, И.С. Интерференционные покрытия для оптического приборостроения / И.С. Гайнутдинов, Е.А. Несмелов, И.Б. Хайбуллин. - Казань: ФЭН, 2002. - 592 с.

27. Крылова, Т. Н. Интерференционные покрытия / Т. Н. Крылова. - Л.: Машиностроение, 1973. - 224 с.

28. Миронов, Б.Н. Формирование протяженных периодических микроструктур при «точечном» облучении золотой пленки фемтосекундными лазерными импульсами / Миронов Б.Н., Асеев С.А., Макин В.А., Чекалин С.В., Летохов В.С. // Письма в ЖЭТФ, Т. 88, вып. 4, 2008, с.299-302

29. Vorobyev, A.Y. Periodic ordering of random surface nanostructures induced by femtosecond laser pulses on metals / Vorobyev A.Y., Makin V.S., Guo Chunlei. // Journal of Applied Physics, Volume 101, Issue 3, id 034903-034903-4, 2007

30. Берндт, К. Г. Методы контроля и измерения толщины пленок и способы получения пленок, однородных по толщине / К. Г. Берндт // Физика тонких пленок. В 8 т. Т. 3. - под общ. ред. Г. Хасса и Р. Э. Тауна; перевод с англ. под ред. В. Б. Сандомирского и А. Г. Ждана. - М.: Мир, 1972. - С. 7-57.

31. Behrndt, K. Thikness Unifirmity on Rotating Substrates / K. Behrndt // Trans. 100th Nat. Vac. Symp. - 1963. - P. 379-384.

32. Альбисиитов, Г.А. Технологические лазеры / Г. А. Альбисиитова -т.2, Москва, Машиностроение, 1991

33. Хасс, Г. Физика тонких пленок. т. VIII / Г. Хасс, М. Франкомб, Р. Гофман - Москва, издательство «Мир», 1978

34. Котликов, Е.Н. Проектирование и изготовление интерференционных покрытий / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова, А.Н. Тропин - Монография, СПб.: ГУАП, 2016. - 288 с

35. Гайнутдинов, И. С. Влияние ионного ассистирования на эксплуатационные характеристики оптических покрытий / И. С. Гайнутдинов, Р. М. Мустаев, А. В. Михайлов, А. Г. Гусев // Оптический Журнал. Т68. - №5. -2001. - С.29 -32.

36. Pfeiffer, K. Comparative study of ALD SiO2 films for optical application / K. Pfeiffer, S. Shestaeva, A. Bingel, P. Munzert, L. Ghazaryan, C. van Helvoirt, W. M. M. Kessels, U. T. Sanli, C. Grevent, G. Schutz, M.Putkonen, I. Buchanan, L. Jensen, D. Ristau, A. Tunnermann, A. Szeghalmi // Opt. Mat. Express. 2016. Vol. 6. No. 2. P. 660.

37. Тропин, А. Н. Пленкообразующие материалы для тонкослойных оптических покрытий: новые задачи и перспективы (обзор) / А. Н. Тропин // Успехи прикладной физики. - 2016. - Т. 4. - № 2. -С. 206 - 211.

38. Котликов, Е. Н. Оптические пленкообразующие материалы для инфракрасной области спектра / Е. Н. Котликов, Ю. Н. Кузнецов, Н. П. Лавровская, А. Н. Тропин // Научное приборостроение. - 2008. - Вып. 3. -ХХХ.

39. Willey, R. R. Practical Design of Optical Thin Films. / R. R. Willey -Willey Optical, Consultants: Charlevoix, MI, USA. - 2008. - 260 p.

40. Willey,R.R. Practical Design and Production of Optical Thin Films / R.R. Willey. New York. CRC Press, 2002.

41. Валеев, А. С. Исследование оптических констант пленок фторидов /А.С. Валеев // Оптика и спектроскопия. 1963. Т. 15, вып. 4. С. 500-511.

42. Тун, Р.Э. Структура тонких пленок / Р. Э. Тун. // Физика тонких пленок. В 8 т. Т.1. - под общ. ред. Г. Хасса и Р. Э. Тауна; перевод с англ. под ред. В. Б. Сандомирского и А. Г. Ждана. - М.: Мир, 1967. - С. 231-275.

43. Бернинг, П. Х. Теория и методы расчета оптических свойств тонких пленок / П. Х. Бернинг // Физика тонких пленок. В 8 т. Т. 1. - под общ. ред. Г. Хасса и Р. Э. Тауна; перевод с англ. под ред. В. Б. Сандомирского и

A.Г. Ждана. - М.: Мир, 1967. - С. 91-151.

44. Мешков, Б. Б. Проектирование интерференционных покрытий / Б.Б. Мешков, П. П. Яковлев.- М.: Машиностроение, 1987. - 192 с

45. Тропин, А. Н. Синтез и исследование стабильности спектроделительных покрытий для среднего ИК-диапазона спектра / А.Н. Тропин // Сборник тезисов докладов. 5-ая Всероссийская Межвузовская конференция молодых ученых. СПбГУ ИТМО. - 2008. - С. 51.

46. Котликов, Е. Н. Синтез светоделительных покрытий / Е. Н. Котликов,

B. Н. Прокашев, А. Н. Хонинев, Е. В. Хонинева // Оптический журнал. - 2001 - Т. 68, №8. - С. 49-53.

47. Kotlikov, E. N. Synthesis stability optical interferential coatings for laser optics / E. N. Kotlikov, A. N. Tropin // Technical Program. XV International School of Quantum Electronics: «Laser physics and applications» (XV ISQE-08), Bourgas, Bulgaria, September 15-19, 2008. P. XXX

48. Котликов, Е.Н. Синтез оптических покрытий с применением генетических алгоритмов / Котликов Е.Н., Шалин В.Б., Тропин А.Н. // СПб: Научно-технический вестник ИТМО. 2011. №05/75. С. 1-5.

49. Новикова Ю.А. Синтез ахроматических просветляющих покрытий для ИК области спектра / Новикова Ю.А. // Сборник трудов VII Международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2011». СПб.: ИТМО. 2011. Т.79. С.511.

50. Амочкина Т.В. Алгоритм синтеза многослойных оптических покрытий, основанный на теории эквивалентных слоев /Амочкина Т.В.// Вычислительные методы и программирование. 2005. Т.6. 71-85.

51. Лапшин, Б. Синтез оптических многослойных фильтров / Б. Лапшин, В. Петраков // Компоненты и технологии. - 2006. - №10. - C. 150-152.

52. Тропин, А.Н. Исследование оптических пленок и синтез на их основе интерференционных фильтров для ИК диапазона спектра: диссертация на соискание ученой степени к-та физ.-мат. наук: 01.04.05. Защищена 20.06.2008 /Тропин Алексей Николаевич. СПб. ГУАП. 2008. 169 с.

53. Хевенс, О. С. Измерение оптических констант тонких пленок / О.С. Хевенс // Физика тонких пленок. В 8 т. Т. 2. / Под общ. ред. Г. Хасса и Р.Э. Тауна; перевод с англ. под ред. В. Б. Сандомирского и А. Г. Ждана. - М.: Мир, 1967. - С. 136-185.

54. Macleod H.A. Thin film optical filters / Macleod H.A. - Tucson, Arizona, USA: 2010 772 P

55. Furman, Sh. A. Basics of Optics of Multilayer Systems / Sh. A. Furman, A.V. Tikhonravov - Edition Frontieres, Gif-sur-Yvette. - 1992. - 242 p.

56. Губанова, Л. А. Наноразмерные покрытия для формирования энергетических и волновых фронтов оптического излучения: монография. / Л.А. Губанова, Э.С. Путилин. - М-во образования и науки Российской Федерации, Ун-т ИТМО, Санкт-Петербург, 2015, 260 с.

57. Путилин, Э.С. Оптические покрытия / Э.С. Путилин, Л.А. Губанова. -Учебник для ВУЗов, Лань, 2016, 268 с.

58. Путилин, Э.С. Интерференционные покрытия с заданным показателем преломления на основе нанослоев из диэлектриков / Э.С. Путилин, Л.А. Губанова // Оптический журнал, 2012, Т. 79, №2, с. 59-66

59. Путилин, Э.С. Перспективы развития тонких пленок / Э.С. Путилин, Л.А. Губанова // Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 2011, Т. 54, №3, с. 75-81

60. Путилин, Э.С. Исследование свойств тонких пленок, полученных совместным испарением двух диэлектриков через диафрагму / Э.С. Путилин, Л.А. Губанова // Оптический журнал, 2014, Т. 81, №4, с. 72-76

61. Леонова, Т. В. Эллипсометрия: теория, методы, приложения / Т.В. Леонова, М. А. Окатов, В. А. Толмачев. - Новосибирск: Наука, 1991. - 252 с.

62. Thamizhmani, L. Zhang. Far infrared optical and dielectric response of ZnS measured by terahertz time-domain spectroscopy /L. Thamizhmani, A. K. Dai Azad, W. Jianming // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 86, 131111. P. 1-3

63. Tikhonravov, A.V. Optical characterization and reverse engineering based on multiangle spectroscopy / A. V. Tikhonravov, T.V. Amotchkina, M. K. Trubetskov // Applied Optics. 2012. Vol. 51, № 2. P. 245-254.

64. Белл, Р. Д. Введение в фурье-спектроскопию / Р. Д. Белл. - М.: Мир, 1975. - 380с.

65. Gao, L. Exploitation of multiple incidences spectrometric measurements for thin film reverse ingineering / L. Gao, F. Lemarchand, M. Lequime // Optics Express. 2012. Vol. 20. № 14. P. 15734 - 15750

66. Путилин, Э. С. Измерение показателя преломления однослойного просветляющего покрытия / Э.С. Путилин, Л.А. Губанова // Оптический журнал, 2009, Т. 76, №1, с. 61-63

67. Andreev, S.V. Determining the optical constants of thin metallic films while they are being deposited in vacuum / S.V. Andreev, E.S. Putilin // Journal of optical Technology. 2008. Volume 75, №4, p-271-273

68. Бомейстер, Ф. Оптические интерференционные покрытия / Ф. Бомейстер, Дж. Пинкус // Успехи физических наук. - 1973. - Т. 110, вып. 2. -C. 293-307.

69. Васильев, Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач / Ф.П. Васильев. - М.: Наука, 1980. - 520 с.

70. Котликов, Е.Н. Особенности функционирования алгоритмов многокритериальной оптимизации на основе эволюционных стратегий / Е.Н. Котликов, В.Б. Шалин, А.Н. Тропин // Сборник трудов VII Международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2013". СПб.: ИТМО. 2013. С. 338-339.

71. Свешников, А. Г. Общий метод синтеза оптических покрытий /

A.Г. Свешников, А. В. Тихонравов, Ш. А. Фурман, С. А. Яншин // Оптика и спектроскопия. - 1985. - Т. 59, вып. 5. - C. 1161-1163.

72. Тихонравов, А.В. Синтез слоистых сред. / А.В. Тихонравов - М.: Знание. 1987. 48 с.

73. Тихонравов, А.В. О задачах оптимального управления, связанных с синтезом слоистых сред / А.В. Тихонравов // Дифференциальные уравнения. 1985. №21. С. 1516-1523.

74. Свешников, А.Г. Синтез оптических покрытий при наклонном падении света / А.Г. Свешников, А.В. Тихонравов, С.А. Яншин // Журнал вычисл. матем. и матем. физики. 1983. № 23. С. 929-939.

75. Марков, Ю.Н. Метод синтеза ахроматических просветляющих и светоделительных покрытий / Ю.Н. Марков, Е.А. Несмелов, И.С. Гайнутдинов // Опт. и спектр. 1979. Т.46. В.1. С. 158-161.

76. Zhupanov, V. G. Indirect broadband optical monitoring with multiple witness substrates / V.G. Zhupanov, E.V. Klyuev, S.V. Alekseev, I.V. Kozlov, M.K. Trubetskov, M.A. Kokarev, A.V. Tikhonravov. // Appl. Opt. - 2009. - Vol. 48, № 12. - P. 2315-2320.

77. Котликов, Е.Н. Проектирование оптических покрытий с использованием генетических алгоритмов / Е. Н. Котликов, А.Н. Тропин,

B.Б. Шалин // Оптический журнал. - 2014. - Т. 81. - № 11 - С. 1-7.

78. Минков, И.М. Определение оптических констант поглощающего неоднородного слоя по спектрам отражения / И.М. Минков, Е.Л. Ветлицкая,

B.М. Золотарев, Л.Н. Капитонова // Оптика и спектроскопия. 1985. Т.58. №3.

C.689-693.

79. Коновалова, О. П. Определение оптических констант слабо-поглощающих диэлектрических слоев на прозрачной подложке /О.П. Коновалова, И.И. Шаганов // ОМП. 1988. № 8. С. 39-41.

80. Власов, А.Г. Метод расчета многослойного покрытия с заданной отражательной способностью / А.Г. Власов, А.М. Ермолаев, И.М. Минков // Опт. и спектр. 1962. Т.13. № 2. С. 259- 265;

81. Poelman, D. Methods for the determination of the optical constants of thin films from single transmission measurements: a critical review / D. Poelman, P. F. Smet // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. V. 36. P. 1850-1857

82. Gao, L. Comparison of different dispersion models for single layer optical thin film index determination / Lihong Gao, F. Lemarchand, M. Lequime // Thin Solid Films. - 2011. - № 520. - Р. 501-509.

83. Котликов, Е.Н. Использование халькогенидных соединений для изготовления просветляющих покрытий в средней ИК области спектра / Е.Н. Котликов, Г.В. Терещенко // Оптический журнал. 1997. Т. 64. № 3. С. 110— 115.

84. Kotlikov, E.N. Film's forming materials for THz Spectral Range Purposes / E.N. Kotlikov, V.A. Ivanov, A.N. Tropin // Progress In Electromagnetics Research Symposium PIERS 2010 in Cambridge, USA, 5-8 July, 2010. Draft abstracts. P. 88.

85. Котликов, Е.Н. Исследование оптических констант пленок BaxMei-xF2 / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова // Опт. и спектр. 2014. Т. 117. №3. С.48-52. Новый подход к методу определения ОК (коррекция поглощения)

86. Гребенщиков, И.В. Просветление оптики / И.В. Гребенщиков,

A.Г. Власов, В.Г. Непорент и др. //М.-Л.1946,212 с.8. ПИИП

87. Гусев, А. Г. Метод расчета оптических постоянных тонких диэлектрических пленок / А.Г. Гусев, О.Н. Иванов, Н.П. Матшина, Е.А. Несмелов // ОМП. - 1991. - № 9. - C. 27-29.

88. Коновалов, О.П. Определение оптических констант слабопоглощающих диэлектрических слоев на прозрачной подложке / О.П. Коновалов, И.И. Шаганов // ОМП. 1988. №8. С. 39-41.

89. Введенский, В. Д. Синтез интерференционных оптических покрытий /

B. Д. Введенский, Е. Г. Столов // ОМП. - 1981. - № 7. - С. 59-62.

90. Котликов, Е.Н. Исследование оптических констант пленок халькогенидов мышьяка в области длин волн 0,5-2,5 мкм / Е.Н. Котликов, В.А. Иванов, В.А. Крупенников, Б.А. Таллерчик, А.Н. Тропин // Оптика и спектроскопия, 2007, Т.103, №6, стр 983-987

91. Фурман, Ш. А. Синтез интерференционных покрытий / Ш. А. Фурман // Оптика и спектроскопия. - 1984. - Т. 56, № 2. - С. 198-200.

92. Тропин, А.Н. Определение оптических постоянных тонких пленок при наличии полос поглощения / А.Н. Тропин, И.И. Коваленко, Ю.Н. Царев // Моделирование и управление качеством сложных систем. Сборник докладов научной сессии ГУАП апреля 2014. ГУАП. СПб.: 2014.

93. Раков, А. В. Спектрофотометрия тонкопленочных полупроводниковых структур / А. В. Раков. - М.: Сов. Радио, 1975. - 176 с.

94. Swanepoel, R. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon / R. Swanepoel // J. Phys. E.: Sci. Instrum. - 1983. - Vol. 16. - P. 1114-1122

95. Котликов, Е.Н. Исследование оптических констант пленок, используемых для синтеза широкополосных просветляющих покрытий / Е.Н. Котликов, Г.В. Терещенко // Оптика и спектроскопия. 1997. Т.82.В.4.С.653-659.

96. Мухамедов, Р.К, Метод расчета оптимальных значений показателей преломления просветляющих покрытий / Р.К. Мухамедов, Э.К. Хайрова, М.Х. Азаматов, Р.И. Касимов // ОМП. 1992. №1. С.39-41.

97. Котликов, Е.Н. Спектрофотометрический метод определения оптических констант материалов / Е.Н. Котликов // Оптический журнал. 2016 .Т. 83. В.2. С.1-5.

98. Press, W.H. Numeral Recipes / W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling // The Art of Scientific Computing. - Cambridge University Press, 1988. - P. 294 - 301.

99. Dobrowolski, J. A. Determination of optical constants of thin film coating materials based on inverse synthesis / J. A. Dobrowolski, F. C. Ho, A. Waldorf // Applied Optics. 1983. Vol. 22, Issue 20. P. 3191-3200.

100. Аззам, Р. Эллипсометрия и поляризованный свет / Р. Аззам, Н. Бамара. - М.:Мир.1981. 582 с.

101. Ржанов, А.В. Эллипсометрия - метод исследования поверхности / А.В. Ржанов. - Сборник статей. Новосибирск: Наука. 1983. 180 с.

102. Matlab - высокоуровневый язык и интерактивная среда программирования [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://matlab.ru/products/matlab

103. Стафеев, С.К. Основы оптики / С.К. Стафеев, К.К. Боярский, Г.Л. Башнина. - СПб: Питер, 2006. - 336 с.

104. Котликов, Е. Н. Программа синтеза и анализа интерференционных покрытий "FilmManager"/ Е. Н. Котликов, И.И.Коваленко, Ю.А. Новикова. // Научный журнал Информационно-управляющие системы.№3, 2015, с.41-48.

105. Marvin, J. Handbook of optical materials. / Marvin J. - NY.: CRC Press, 2003. 499 p.

106. Новикова, Ю.А. Исследование оптических пленок фторидов в средней ИК области спектра и синтез на их основе ахроматических просветляющих покрытий: диссертация на соискание ученой степени к-та физ.-мат. наук: 01.04.05. Защищена 26.02.2015 / Новикова Юлиана Александровна. СПб. ГУАП. 2014. 177 с.

107. Котликов, Е.Н. Исследование пленкообразующих материалов на основе бинарных фторидов / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова // II Всероссийская конференция по фотонике и информационной оптике. Сб. научных трудов. М.: НИЯ МИФИ. 2013. 288с., С.111-113.

108. Котликов, Е.Н. Исследование оптических пленок фторидов и бифторидов / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова // Научная сессия ГУАП: Сб. докл. 2013 г. С.173 -176.

109. Котликов, Е.Н. Исследование оптических констант пленкообразующих материалов на основе фторидов для средней инфракрасной области / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова // Сборник трудов VII Международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2013». СПб.: ИТМО, 2013. С.275-277.

110. Тропин, А.Н. Оптические свойства пленок некоторых фторидов и халькогенидов металлов в инфракрасной области спектра до 200 мкм./ А.Н. Тропин // Сборник трудов VII конференции молодых ученых. Оптотехника и оптические материалы. СПбГУ ИТМО. 2010. С. 72-73.

111. Котликов, Е.Н. Определение оптических констант пленок на подложках из кремния / Е.Н. Котликов, В.М. Андреев, Ю.А. Новикова // Научная сессия ГУАП: Сб. докл. СПб: ГУАП. 2013. С. 167-170.

112. Котликов, Е.Н. Оптические константы кремния в диапазоне 30-10000 см-1 / Е.Н. Котликов, Ю.А. Новикова // Оптика и спектроскопия. 2016. Т.120, №5. С.165-168.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Текст программы

Файл DetermOC.pro: #.................................................

#

# Project created by QtCreator 2016-05-23T10:25:49

#

#-------------------------------------------------

QT += core gui QT += axcontainer

greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

TARGET = DetermOC TEMPLATE = app

SOURCES += main.cpp\ determoc.cpp

HEADERS += determoc.h

FORMS += determoc.ui Файл main.cpp: #include "determoc.h" #include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[]) {

QApplication a(argc, argv); DetermOC w; w.show();

return a.exec();

Файл determoc.h: #ifndef DETERMOC_H #define DETERMOC_H

#include <QMainWindow>

namespace Ui {

class DetermOC; }

class DetermOC : public QMainWindow {

Q_OBJECT public:

explicit DetermOC(QWidget *parent = 0); ~DetermOC();

private slots:

void on_openButton_clicked();

private:

Ui::DetermOC *ui;

};

#endif // DETERMOC_H Файл determoc.cpp: #include "determoc.h" #include "ui_determoc.h" #include <QFileDialog> #include <qapplication> #include <cmath> #include <QAxObject> #include <qaxwidget> #include <QVector> #include <QMessageBox> #include <QDebug>

#define PI 3.14159265

DetermOC::DetermOC(QWidget *parent) :

QMainWindow(parent), ui(new Ui: :DetermOC)

{

ui->setupUi(this);

}

DetermOC::~DetermOC() {

delete ui;

}

double GeomSpektr(double n2, double h, double l, double п3)//функция расчета

коэффициента пропускания с геометрической толщиной {

double f;

double r12 = (1 - n2)/(1 + n2); double r23 = (n2 - n3)/(n2 + n3); double x = (M_PI*n2*h)/l;

double R0 = (r12*r12 + r23*r23 + 2*r12*r23*cos(x))/(1 + r12*r12*r23*r23 + 2*r12*r23*cos(x));

double r0 = ((n3-1)*(n3-1))/((n3+1)*(n3+1)); double t0 = 1 - r0; f = (t0*(1 -R0))/( 1-r0*R0); f *= 100; return f;

}

double OptSpektr(double n2, double h, double l, double п3)//функция расчета

коэффициента пропускания с оптической толщиной {

double f;

double r12 = (1 - n2)/(1 + n2); double r23 = (n2 - n3)/(n2 + n3); double x = (M_PI*h)/l;

double R0 = (r12*r12 + r23*r23 + 2*r12*r23*cos(x))/(1 + r12*r12*r23*r23 + 2*r12*r23*cos(x));

double r0 = ((n3-1)*(n3-1))/((n3+1)*(n3+1)); double t0 = 1 - r0; f = (t0*(1 -R0))/( 1-r0*R0); f *= 100; return f;

double n_r(double nn0, double CC1, double CC2, double Ш)//функция расчета

коэффициента преломления {

double n;

double slag1 = CC1/(llt*llt - 0.028); double slag2 = CC2/(llt*llt - 400); n = nn0 + slag1 + slag2; return n;

}

void DetermOC::on_openButton_clicked() {

QVector <double> T;

QVector <double> L;

QVector <double> T_r;

QVector <double> n2Beg, n2End, h2End, n3;

QVector <double> C;

QVector <double> n2Eps, h2Eps, h2Min, n2Min;

double h2, x, n_prom; int i, j;

double dx_n0, dx_C1, dx_C2;

double n0, n0_fix, n_fix, h_fix, C1, C2, C1_fix, C2_fix, min, minH, minN, n; double begRange, endRange, epsN2, epsT, h2Low, h2High, h2Prom, n2_fix, h2_fix, amountMin;

//получаем имя файл

QString filename = QFileDialog::getOpenFileName( this,

tr("open file"),

"C://",

"Excel files (*.xlsx);;" );

//открываем фал excel

QAxWidget excel("Excel.Application");

excel.setProperty("Visible", true);

QAxObject *workbooks = excel.querySubObject("WorkBooks");

workbooks->dynamicCall("Open (const QString&)", filename); QAxObject *workbook = excel.querySubObject("ActiveWorkBook");

QAxObject *worksheet = workbook->querySubObject("Worksheets(int)", 1);

//считывание кол-ва строк

QAxObject* usedRange = worksheet->querySubObject("UsedRange"); QAxObject* rows = usedRange->querySubObject("Rows"); int countRows = rows->property("Count").toInt();

//считывание кол-ва столбцов

QAxObject* columns = usedRange->querySubObject("Columns"); int countCols = columns->property("Count").toInt();

qDebug()<<"columns ="<<countCols; qDebug()<<"rows ="<<countRows;

h2 = ui->ThickBox->value(); //eps = ui->EpsBox->value();

//считываем длину волны for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 1);

QVariant vv = cell->property("Value"); double ss = vv.toDouble() ; L.append(ss);

}

//считываем коэффициент отражения for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 2);

QVariant vv = cell->property("Value"); double ss = vv.toDouble(); T.append(ss);

}

//считываем коэффициент преломления подложки for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 3);

QVariant vv = cell->property("Value"); double ss = vv.toDouble(); n3.append(ss);

}

qDebug() << "data were received";

dx_n0 = 0.01; dx_C1 = 0.001; dx_C2 = 0.5;

min = 0;

for(i=0; i<T.size(); i++){ n = n_r(1.2, 0.001, 0.1, L[i]); if (ui->GeomThick->isChecked())

min += fabs(GeomSpektr(n, h2, L[i], n3[i]) - T[i]); else if (ui->OptThick->isChecked()) min += fabs(OptSpektr(n, h2, L[i], n3[i]) - T[i]);

}

n0 = 1.19; while(n0<=1.5){

n0 += dx_n0; C1 = 0.001;

qDebug() << "n0 =" << n0; while(C1<=.5){ C1 += dx_C1; C2 = 0.5;

for(i= 1; i<=500; i++){ C2 += dx_C2; x = 0;

for(j=0; j<T.size(); j++){ n = n_r(n0, C1, C2, L[j]); if (ui->GeomThick->isChecked())

x += fabs(GeomSpektr(n, h2, L[j], n3[j]) - T[j]); else if (ui->OptThick->isChecked()) x += fabs(OptSpektr(n, h2, L[j], n3[j]) - T[j]);

if(x<min){ min = x; n_prom = n; n0_fix = n0; C1_fix = C1; C2_fix = C2;

}

}

}

}

//C1_fix = 0.018; //C2_fix = 35; //n0_fix = 1.34;

C. append(C 1 _fix); C. append(C2_fix); C. append(n0_fix);

qDebug() << "calculations 1 were done";

for(i=0; i<T.size(); i++){

n_prom = n_r(n0_fix, C1_fix, C2_fix, L[i]); n2Beg. append(n_prom);

}

epsN2 = ui->EpsN2Box->value(); epsT = ui->EpsTBox->value(); h2Low = h2-.1; h2High = h2+.1; for (i=0; i<T.size(); i++){

m:

begRange = n2Beg[i] - epsN2; endRange = n2Beg[i] + epsN2;

n_prom = begRange; n_fix = n_prom;

/*if (ui->GeomThick->isChecked())

min = fabs(GeomSpektr(n_prom, h2, L[i], n3[i]) - T[i]);

else if (ui->OptThick->isChecked())

min = fabs(OptSpektr(n_prom, h2, L[i], n3[i]) - T[i]);*/

while (n_prom<=endRange){

n_prom += (endRange - begRange)/100; h2Prom = h2Low;

while (h2Prom<=h2High) { h2Prom += (h2High-h2Low)/100; if (ui->GeomThick->isChecked())

x = fabs(GeomSpektr(n_prom, h2Prom, L[i], n3[i]) - T[i]); else if (ui->OptThick->isChecked())

x = fabs(OptSpektr(n_prom, h2Prom, L[i], n3[i]) - T[i]); if (x<epsT){ /*min = x; n_fix = n_prom; h_fix = h2Prom;*/ n2Eps. append(n_prom); h2Eps. append(h2 Prom);

}

}

}

if (h2Eps.size()>0){ h2Min.clear(); n2Min.clear(); minH = fabs(h2 - h2Eps[0]); n_fix = n2Eps[0]; h_fix = h2Eps[0]; amountMin = 1; for (j=0; j<n2Eps.size(); j++){ x = fabs(h2-h2Eps[j]); if (x<minH){ minH = x; h2Min.clear(); n2Min.clear(); h2Min.append(h2Eps[j]); n2Min.append(n2Eps[j]); n_fix = n2Eps[j]; h_fix = h2Eps[j];

}

if (x==minH){ amountMin++; h2Min.append(h2Eps[j]); n2Min.append(n2Eps[j]); qDebug() << "несколько минимумов";

}

}

n2Eps.clear(); h2Eps.clear();

}

else{

//увеличение погрешности или отклонения Т if (epsN2<0.1)

epsN2 += 0.01; else

epsT += 0.1; qDebug() << "epsN2 =" << epsN2; qDebug() << "L =" << L[i]; goto m;

//ставим то значение n, которое получилось при рачете кривой //h_fix = h2; //n_fix = n2Beg[i];

}

if (amountMin>1){

minN = fabs(n2Beg[i] - n2Min[0]); n_fix = n2Min[0]; h_fix = h2Min[0]; for (j=0; j<h2Min.size(); j++){ x = fabs(n2Beg[i]-n2Min[j]); if (x<minN){ minN = x; n_fix = n2Min[j]; h_fix = h2Min[j];

}

}

}

n2End. append(n_fix);

h2End. append(h_fix);

epsN2 = ui->EpsN2Box->value();

epsT = 0.2;

qDebug() << "длина волны, мкм =" << L[i];

qDebug() << "calculations 2 were done";

/* for (i=0; i<T.size(); i++){

if (ui->GeomThick->isChecked())

x = GeomSpektr(n2[i], h2, L[i], n3[i]); else if (ui->OptThick->isChecked())

x = OptSpektr(n2[i], h2, L[i], n3[i]); T_r.append(x);

}

for(i=0; i<T.size(); i++){

n_prom = n_r(n0_fix, C1_fix, C2_fix, L[i]); n2Beg. append(n_prom);

}*/

for (i=0; i<T.size(); i++){

if (ui->GeomThick->isChecked())

x = GeomSpektr(n2End[i], h2End[i], L[i], n3[i]); else if (ui->OptThick->isChecked())

x = OptSpektr(n2End[i], h2End[i], L[i], n3[i]); T_r.append(x);

}

//записываем данные

for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* celll = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 5);

cell1->setProperty("Value", QVariant(T_r[i-2])); delete celll;

}

for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell2 = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 6);

cell2->setProperty("Value", QVariant(n2Beg[i-2])); delete cell2;

}

for(i=1; i<=3; i++){

QAxObject* cell2 = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 8);

cell2->setProperty("Value", QVariant(C[i-1])); delete cell2;

}

for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell2 = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 9);

cell2->setProperty("Value", QVariant(n2End[i-2])); delete cell2;

}

for(i=2; i<=countRows; i++){

QAxObject* cell2 = worksheet-

>querySubObject("Cells(QVariant,QVariant)", i, 10);

cell2->setProperty("Value", QVariant(h2End[i-2])); delete cell2;

}

//выводим сообщение о завершении программы

QMessageBox msgBox;

msgBox.setText("end program.");

msgBox.exec();

}

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» __(ГУАП)

ул. Большая Морская, д. 67, лит. А, Санкт-Петербург, 190000, Тел, [phone], факс [phone], E-mail: [e-mail] 0ГРН 1027810232680, ИНН/КПП 7S12003110/783801001

Аспиранта ГУАП Юрковца Евгения Валерьевича «Разработка численно-аналитических методов исследования оптических констант

Составлен 07.05.2018 г. комиссией в составе:

Председатель: директор института радиотехники, электроники и связи ГУАП, д.т.н. профессор Бестугин А.Р.

Члены комиссии: и.о. зав. кафедрой физики, к.ф.-м.н., доцент Коваленко И.И., методист кафедры физики, к.ф.-м.н., доцент Лавровская Н.П.

Комиссия составила настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы аспиранта Юрковца Е.В. «Разработка численно-аналитических методов исследования оптических констант пленок», а именно:

- анализ возможности применения численных и минимизационных методов для исследования оптических констант пленок

На №

от

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор СПб ГУАП восдитМтсльной работе

Г. У В.М. Боер

пленок»

- метод корректировки спектров отражения и пропускания на поглощение

- программа синтеза и анализа пленок и покрытий «РПтАпа1уз1з» использованы в деятельности Федерального государственного

автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэро космического приборостроения».

Материалы диссертационной работы Юрковца Е.В. были использованы в учебном процессе в дисциплинах «Оптика лазеров» и «Прикладная оптика» по направлению «Оптотехника», читаемых на кафедре физики для студентов направления «Оптотехника» Института радиотехники, электроники и связи ГУАП.

Председатель:

директор института радиотехники, электроники и связи ГУАП,

доктор технических наук, профессор Члены комиссии:

/Бестугин А.Р./

и. о. заведующего кафедрой физики, кандидат

физико-математических наук, доцент методист кафедры физики, кандидат физико-математических наук, доцент

/Коваленко И.И./

/Лавровская Н.П./

ПРИЛОЖЕНИЕ В