Розробка фізико-технологічних основ виготовлення нової ефективної багатошарової періодичної системи полімер-германій з оптимальними параметрами для фільтрації випромінювання дальнього інфрачервоного діапазону. Матричний метод розрахунку коефіцієнтів.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРобота виконана в Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України і в Інституті електрофізики і радіаційних технологій Національної академії наук України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Беляєва Алла Іванівна, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, професор кафедри загальної та експериментальної фізики. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Мамалуй Юлія Олександрівна, Донецький національний університет, професор кафедри загальної фізики та дидактики фізики; З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту електрофізики і радіаційних технологій НАН України за адресою: 61024, м.За допомогою таких систем, що поглинають падаючу на них енергію, розвязують проблеми звукоізоляції в акустиці, завдання щодо конструювання стійких до коливань температури шаруватих огорож та інші. У даний час посилюються вимоги до характеристик БС, розширюється сфера їх функціонального застосування, постає необхідність створення систем з новими фізичними властивостями. Вирішення цих проблем вимагає проведення комплексних наукових досліджень, спрямованих на розвязання таких конкретних завдань: 1) вибір і дослідження нових матеріалів; 2) створення нових методик синтезу, що застосовуються для вибору оптимальних параметрів та розрахунку конкретних типів БС; 3) розробка нових критеріїв якості, які адекватно відображають вимоги до фізичних характеристик БС. Створення таких систем для дальнього ІЧ діапазону повязано з додатковими специфічними експериментальними труднощами. При створенні таких систем найчастіше використовують прийом оптимізації деякої початкової конструкції фільтру, яка вибрана як початкове наближення, з метою поліпшення її характеристик.Схематично представлено дану БС з основними фізичними параметрами: NL і NH - показники заломлення шарів L і H (NL <NH); m - кратність елементарної двокомпонентної системи, m =N/2 (N - кількість шарів); d - геометрична товщина шарів i=1..2m; l0 - довжина хвилі, для якої система є чвертьхвильовою (при якій БС має екстремум, що обумовлений інтерференцією променів 1-го порядку). Типовий вигляд спектру БІС відрізаючого типу [A(LH)MA] і його основні характеристики: найбільше пропускання Тмах на межі робочої області прозорості; мінімальне пропускання Tmin у області високого відзеркалення (фон) - відповідає l=l0 (j =1); крутизна межі пропускання c, що дорівнює відношенню довжин хвиль, відповідних пропусканню на рівнях Tmin 0,1DT і Tmin 0,9DT, де DT=Tmax-Tmin; ширина області мінімального пропускання Dmin визначається величиною спектрального інтервалу, на межах якого пропускання дорівнює Tmin 0,5DT. З данних, які містяться в таблиці №1, слідує, що: 1) варіація параметрів системи призводить до поліпшення одних характеристик і до погіршення інших; 2) деякі характеристики змінюються однаково (наприклад, Tmin та c); 3) при збільшення параметра NL (NH, m - фіксовані) усі характеристики спектру погіршуються, тобто при синтезі БІС параметр NL необхідно вибирати мінімальним з можливих. Детальний аналіз поведінки кожної характеристики спектру, а, отже, і відповідного критерію, від параметрів БС показав, що в області, що задовольняє умовам (2) і (3), їх перші похідні є монотонними функціями параметрів системи. Створений метод має такі переваги: 1) простота формулювання і наочний фізичний зміст критеріїв якості; 2) можливість безпосередньо впливати на характеристиками системи через вагові коефіцієнти; 3) можливість фіксувати набір значень окремих характеристик або параметрів; 4) одноекстремальність функціонала, що мінімізується, а, отже, гарантія однозначності одержаного розвязку; 5) оскільки метод дозволяє отримати всі системи з наборами оптимальних параметрів без привязки до спектрального діапазону, то можлива візуалізація у вигляді атласу оптимальних систем даного типу; 6) простота програмної реалізації.У дисертаційній роботі вирішено поставлену задачу щодо розробки фізико-технологічних основ виготовлення нової ефективної багатошарової періодичної системи полімер-германій з оптимальними параметрами для фільтрації випромінювання дальнього інфрачервоного діапазону. Основні наукові і практичні результати можуть бути сформульовані у вигляді таких висновків: 1. Запропоновано новий підхід до вирішення задачі синтезу багатошарових систем, який заснований на багатокритеріальній оптимізації. Розроблено фізико-технічні умови створення полімер - кристалічних БС, в яких шари з низьким показником заломлення мають потрійне значення - інтерференційних шарів з низьким показником заломлення, підкладки на стадії термічного осадження матеріалів шарів з високим показником заломлення і клейового зєднання для забезпечення оптичного контакту при створенні багатошарової системи. Встановлено фізичну причину відмінностей спектрів експериментально реалізованої системи і теоретично синтезованої.