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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:何聰慧
研究生(外文):Tsung-Hui Ho
論文名稱:光學薄膜常數之計算
論文名稱(外文):Optical constant calculation by envelope method
指導教授:李正中李正中引用關係
指導教授(外文):Cheng-Chung Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:115
中文關鍵詞:包絡法光學常數
外文關鍵詞:envelope methodoptical constants
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光學薄膜的鍍製,最迫切的為得到穩定的光學特性,即希望在蒸鍍完成後立即知道薄膜的光學常數。本文研究的主要目的,即在於撰寫計算光學常數的應用程式,供鍍膜工程師們能夠快速的分析。本文採用C + + Builder 5.0程式語言做為程式開發之工具。
本文研究之方法,主要係以光學薄膜穿透率之監控圖為藍圖,以波包之方法所發展而得。本研究具體的提出以三次 Spline 雲形線為基礎的曲線密合之方法並視基板為有限厚度,考慮基板兩側多重的反射與透射之效應,可輕易的得到具相當精確度之膜層折射率與消光係數之波形。
To get the correct optical constants of the coated films immediately after coating is very important for coating process . The major purpose of this research is to write a computer program to calculate the optical constants , and the computer program can enable coating engineers to analysis the result of the coating quickly . Here I adopt the program language of C++ Builder 5.0 to develop the computer program of coating.
The main way of this research is using the monitoring curve as a database , and then developed from the curve fitting to computer program . The text not only specifies the method on the basis of cubic spline curve fitting , but also regards the substrate as finite , at the same time consider the effect of two-sided of the substrate in which multiple reflection and transmission take place . This program makes it easy to get the precise profile of the refractive index and extinction coefficient of the thin film .
中文摘要…………………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………Ⅱ
致謝………………………………………………………………Ⅲ
目錄………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄……………………………………………………………Ⅶ
表目錄……………………………………………………………ⅩI
正文 ………………………………………………………………1
第一章 緒論………………………………………………………1
第二章 薄膜光學常數的常用量測方法介紹……………………4
2-1 單層膜的反射與透射理論…………………………4
2-2 薄膜光學常數的常用量測方法……………………11
2-3 包絡法簡介…………………………………………12
第三章 包絡法理論探討…………………………………………14
3-1 單層均質各向等性弱吸收薄膜探討………………14
3-1-1 單層均質各向等性弱吸收薄膜 無限基板探討…………………………………14
3-1-2 平行基板(有限基板)鍍單層 均質各向等性弱吸收之非相干性反射與透射理理……………………………18
3-1-3 單層均質各向等性弱吸收薄膜常數 之包絡法求算…………………………………21
3-1-4 膜層折射率 n 之求算方法…………………21
3-1-5 膜層厚度之求算方法…………………………23
3-1-6 膜層消光係數之求算方法……………………23
3-1-7 膜層光學常數之修正方法……………………25
3-2 基板折射率之探討…………………………………27
3-3 單層非均勻性弱吸收薄膜理論……………………29
3-3-1 單層非均勻性弱吸收薄膜之特性……………29
3-3-2 單層非均勻性弱吸收薄膜理論探討…………30
3-3-3 有限基板單層非均勻性弱吸收薄膜 之反射率與穿透率 …………………………40
3-3-4 有限基板單層非均勻性弱吸收薄膜 光學常數之包絡法探討………………………49
3-3-5 誤差分析………………………………………54
第四章 數學背景 工程數值分析曲線密合技術之探討………57
4-1 工程數值分析之曲線密合簡介……………………57
4-2 常用之內差法………………………………………59
4-2-1 牛頓內差多項式………………………………60
4-2-2 拉格蘭奇內差多項式…………………………65
4-2-3 線規曲線密合優化法之探討…………………68
4-2-3-1 線規密合技術之理論………………69
4-2-3-2 線性弧線函數………………………70
4-2-3-3 二次弧線理論………………………70
4-2-3-4 三次弧線理論………………………73
第五章數值模擬與結果…………………………………………83
5-1 均勻薄膜……………………………………………83
5-2 正非均勻性薄膜……………………………………102
5-3 負非均勻性薄膜……………………………………107
第六章結論 ……………………………………………………112
參考文獻 ………………………………………………………114
1.H. A. Macleod , " Thin Film Optical Filters ", Chap. 9 Production method and thin-film materials , Chap. 10 Layer uniformity and thickness monitoring , Adam Hilger Ltd.2.李正中 編著 , " 薄膜光學與鍍膜技術 ", 第二章 基本理論 ,第十二章 薄膜厚度之均勻 性及鍍膜厚度之監控 , 第十三章 光學薄膜特性的量測 ,藝軒圖書出版社 , 台北 , 19993.R Swanepoel ., 1983 " Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon ", J. Phy. E. Sci. Inst. 16, 1214-12224.J. C. Manifacier, J. Gasiot and J. P. Fillard, 1976, " A simple method for determination of the optical constant n , k and the thickness of weekly absorbing thin films ", J. Phy. E. Sci. Inst 9 , 1002-10045.J. P. Borgogno, F. Flory, P. Roche, B. Schmitt, G.. Albert, E. Pelletier, and H. A.Macleod, 1984, " Refractive index and inhomogeneity of thin films ", Appl. Opt. 23, 3567-3570 6.Bertrand Bovard., Fred J. Van Milligen., Michael J. Messerly ., Steven G. Saex, and H. Angus Macleod., 1985, "Optical constants derivation for an inhomogeneous thin film from in situ transmission measurements ",Apple. Opt. 24, 1803-1827.7.Liou Y. Y., Lee C. C., Jaing C. C. and Chu C. W., 1995, " Determination of the optical constant profile of thin weekly absorbing inhomogeneous films ", Jpn. J. Appl. Phys. 34, 1952-1957.8.A. V. Tikhonravov, et al " Influence of small inhomogeneities on the spectral characteristics of single thin films ", 1997 Optical Society of America, 7188-71989.M. Nowak , " Determination of optical constants and average thickness of inhomogeneous-rough thin films using spectral dependence of optical transmittgance ",Thin Solid Films 254 (1995) 200-210.10.Dorian Minkov ., Ryno Swanepoel., 1993, " Computerization of the optical characterization of a thin dielectric film ", Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (12) 3333-3337.11.Zhuomin M. Zhang ., " Optical properties of a slightly absorbing film for oblique incidence " , 1999 Optical Society of America, 205-207.12.Ivan Ohlidal ., Daniel Franta ., Miloslav Ohlidal ., and Karel Navratil., " Optical characterization of nonabsorbing and weakly absorbing thin films with the wavelengths related to extrema in spectral reflectances ", 2001 Optical Society of America, 5711-5717.13.Erwin Kreyszig., 8th edition , " Advanced Engineering Mathematics ", Chap. 17 , Chap.18 14.鄭明哲 編譯," 工程數值方法 ",第十章最小平方回歸法、第十一章內插法,全華科 技圖書股份有限公司,台北,198715.蔣崑旭 著," 數值方法 ",第四章差值法、第五章近似法,波前電腦圖書公司, 台北, 198716.袁帝文 編著," 應用數值方法 ",第六章數值內差、第七章曲線調適與近似值, 儒林圖書公司,台北,199717.劉裕永,1995," 光學薄膜之非均勻性研究 ",國立中央大學光電科學研究所博士論文
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