Соотношения взаимности для интерференционных покрытий

By analyzing the wave equations, the coincidence of the energy reflection and transmission coefficients for the s- and p-polarization waves is herein substantiated when they are incident on the interference coating from opposite directions. The coating can be characterized by an arbitrary spatial profile of the refractive index, the limiting condition is the absence of optical losses in it. Reciprocity relations are obtained for the energy reflection and transmission coefficients of natural light for a structure in the form of a plane-parallel dielectric plate with interference coatings on its opposite sides. It is shown that when a structure with an absorbing plate is illuminated in opposite directions, the energy reflection coefficients can differ, while the energy transmission coefficients always coincide. Reciprocity relations are applied to the calculation of broadband antireflective interference coatings consisting of alternate layers Nb2O5 and SiO2 deposited on a polycarbonate plate. As a result, their correctness is confirmed and it is shown that the optimized antireflection two-sided interference coating provides approximately a five times lower averaged energy reflection coefficient compared to the optimized one-sided coating. Путем анализа волновых уравнений обосновано совпадение энергетических коэффициентов отражения и пропускания для волн s- и p-поляризации при их падении на интерференционное покрытие со встречных направлений. Покрытие может характеризоваться произвольным пространственным профилем показателя преломления, ограничивающим условием является отсутствие в покрытии оптических потерь. Получены соотношения взаимности для энергетических коэффициентов отражения и прохождения естественного света для структуры в виде плоскопараллельной диэлектрической пластины с интерференционными покрытиями на ее противоположных сторонах. Показано, что при освещении структуры с поглощающей пластиной во встречных направлениях энергетические коэффициенты отражения могут различаться, а энергетические коэффициенты прохождения всегда совпадают. Использование соотношений взаимности для упрощения вычислений проиллюстрировано на примере расчета широкополосных просветляющих интерференционных покрытий, состоящих из чередующихся слоев Nb2O5 и SiO2, нанесенных на пластину из поликарбоната. В результате подтверждена корректность этих соотношений и показано, что оптимизированное просветляющее двухстороннее интерференционное покрытие обеспечивает примерно в 5 раз меньший по величине средний энергетический коэффициент отражения по сравнению с оптимизированным односторонним покрытием.

Углы Брюстера для диссипативной пленочной структуры

The conditions of converting the reflection coefficients of plane TM or TE for a film-substrate dissipative structure are determined. As a result, the possibilities to maximize the measurement sensitivity by the THz spectroscopy method of the protein concentration in an aqueous solution are established, and the analytical solution to the inverse optical problem of determining the complex permittivity and thickness of a weakly absorbing film located on a weakly absorbing substrate is obtained.Определены условия обращения в ноль коэффициентов отражения плоских волн ТМ, либо ТЕ поляризации для диссипативной структуры пленка–подложка. С их использованием установлены возможности максимизации чувствительности измерений методом терагерцовой спектроскопии концентрации протеина в водном растворе и получено аналитическое решение обратной оптической задачи об определении комплексной диэлектрической проницаемости и толщины слабо поглощающей пленки, находящейся на слабо поглощающей подложке

Lossy mode resonances in photonic crystal fibers

The interaction effect of the fundamental mode in a special photonic crystal fiber (PCF) with a thin-film absorbing coating deposited on a surface of a fiber cladding on the optical transmission of the PCF is theoretically studied. It is shown that the transmission has a multi-peak spectrum that is determined by the resonance capture of the fundamental PCF mode energy by the coating. In some cases, this capture is explained by a resonance coupling between the fundamental core mode and leaky modes of the coating, or between the fundamental PCF mode and cladding modes located between PCF air channels and the coating. Examples are presented of using this effect to develop fiber-optic sensors of refractive index or pressure, and to sense a nanoscale adsorption layer of ammonia molecules deposited on a coating surface contacting air