بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ،مطالعه بر روي نوعی بازتابنده در جهت مناسب با ساختار یک بعدي فیلم هاي متناوب است.ساحتارهاي مختلفی ، متشکل از لایه هاي متناوب از کلرید کلسیم-دي اکسید تیتانیوم، کلرید کلسیم-گالیوم آرسنایذ وکلرید کلسیم-ژرمانیوم ، در نظر گرفته می شود. ساختارهاي پیشنهادي داراي با بازتابش صد در صد در یک گستره گسترده طول موج می باشند. علاوه یر این تحقیق بر روي مطالعه نقش محیط و اثرتعداد لایه هاروي این بازتابنده انجام شده است.
مقدمه
درحال حاضر بازتابنده هاي اپتیکی داراي کاربرد هاي فراوانی می با شند،از جمله نوعی بازتابنده که امواج را در راستاي مناسبی بازتاب میکند.بازتابنده هاي دي الکتریک چند لایه در گستره خاصی از بسامدها بازتاب پذیري بالایی دارنداین گستره وابسته به زاویه فرودي است .می توان آن را با تغییر ضخامت لایه ها و بکارگیري پارامترهاي مناسب افزایش داد.[1]
وقتی یک جبهه موج با بسامدωو دامنه ي معلوم بر سطح جدایی دو محیط باضریب شکستهاي n1 و n2 فرود میاید، قسمتی از موج بازتابیده شده و قسمتی عبور می کند.در مرز جدایی دو محیط و از شرط پیوستگی مولفه مماسی E وH و مولفه عموديB وD قانون اسنل بدست می آید ومی توان ضرایب بازتابش و انتقال را بدست آورد. براي محاسبه معادله پاشندگی و خصوصیات بازتابی براي موج الکترومغناطیسی، معادلات ماکسول با استفاده از شیوه ماتریس انتقال بصورت عددي حل می شوند.[2]
تحلیل نظري
در ابتدا انتشار اموج الکترو مغناطیسی در مرز مشترك سیستم یک بعدي که از تکرار لایه هاي a وb با ضریب شکست n1 و n2 ساخته شده،بررسی می شود. ضخامت لایه ها d1 و d2 در نظر گرفته شده و ثابت شبکه d = d1 + d 2 است. درهرمرزداخلی مراحل مختلف بازتاب و شکست بصورت مکرر بوجود می آید. با ایجاد یک جفت میدان موج تخت پیش رونده و رو به عقب در هرلایه، میتوان دامنه ها را از شرایط مرزي تعیین کرد.
براي این کار مواد مختلفی در نظر گرفته می شود. ضریب شکست سدیم کلراید،دي اکسید تیتانیوم،گالیوم آرسنیک و ژرمانیوم به ترتیب۵/١، ۴/٢ ،۶/٣ و٢/۴ میباشد.ضخامت لایه ها درهر سلول واحدd1 = λ0 / 4n1 و d2 = λ0 / 4n2 می باشد.ضخامت سدیم کلراید - - d1 ٠۵٢نانومتر وضخامت لایه هاي Tio2 ،GaAs و - d2 - Ge بر حسب نا نومتر۵٢/۶۵١، ۶١/۴١٠ و ٢٨/٨٩ بدست می آید.در هر نمونه 25 لایه در نظر گرفته شده و بازتاب پذیري براي مدهاي مختلف محاسبه میشود.با بررسی تصاویر نتایج زیر بدست می آید.
وقتی زاویه فرودي افزایش پیدا می کند در مد TE ناحیه باز تابش کامل امواج، افزایش پیدا می کند در حالیکه در مد TM این ناحیه کاهش می یابد.تحت همین شرایط در هر دو مد باند باز تابش به سمت طول موجهاي کوچکتر انتقال پیدا می کند.در تمام نمونه ها یسهپهنايبامد باند درمد TE در مقا TM بیشتر است. در مقایسه نمونه ها با هم هر چه ضریب شکست ساختار بزرگتر باشد پهناي باند نیز بیشتروقتمیشود.
n1 = 1.5 و n2 = 3. 6 است منطقه خاصی وجود دارد که به ازاي هر دو مد و تمام زوایا بازتابش بطور کامل صورته میگیرد.در حالیک براي n1 = 1. 5 وn2 = 2. 4 فقط براي مد TE این منطقه وجود دارد. با بررسی نمونه هاي مشابه این نتیجه بدست می آید ،که براي n1 = 1.5 و n2 = 3.6 یا بیشتر از آن ناحیه بازتابش کار آمد براي هر دومد وجود دارد و برايn2 = 2.4 یا حول وحوش آن، این ناحیه فقط براي مد TE وجود دارد و پهناي بسیار کمی دارد.
