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Estudio óptico de la rugosidad en sistemas multicapas.
Raúl García Llamas
Luis Efrain Regalado
Acceso Abierto
Atribución
Optica, Luz - Dispersión
Se presenta un estudio de los efectos ópticos que se inducen cuando un. haz de luz interacciona con las interfaces rugosas unidimensionales de un sistema multicapas. Se utiliza el método de Rayleigh-Fano para calcular recursivamente las amplitudes de los campos esparcidos de acuerdo al número de capas del sistema y el principio de conservación de la energía para validar el método. Las rugosidades unidimensionales usadas en el estudio pueden ser periódicas o aleatorias, y estas últimas son generadas como procesos aleatorios estacionarios usando un espectro Gaussiano de rugosidad en todos los casos. El modelo empleado incluye los efectos de interferencia, esparcimiento y excitación de modos electromagnéticos de las películas: plasmones de superficie y modos guiados. Así, este formalismo se constituye en una herramienta más poderosa que la teoría del medio efectivo, que no toma en cuenta el esparcimiento, y que la aproximación a primer orden en la altura de la rugosidad, que no toma en cuenta la excitación de los modos electromagnéticos propios de las capas. El formulismo desarrollado es aplicado a sistemas de 1 y 2 capas con rugosidades del orden de la centésima parte de la logitud de onda de la luz incidente, calculando los campos esparcidos, encontrándose resultados novedosos como el reforzamiento de la respuesta difusa en la dirección de reflexión.
A theoretical study of the optical effects induced by a light beam impinging on rough one-dimensional interfaces in multilayer systems is presented. The Rayleigh-Fano method is used to calculate the amplitudes of the scattered fields taking into account the number of layers of the system. The conservation principle of the energy is used to validate the method. The one- dimensional roughness treated along this work may be periodic or random, the later is generated as stationary random process using Gaussian roughness spectrum. The model developed here includes the effects of interference, scattering and the excitation of electromagnetic modes of the films: Surface Plasmon and Wave-Guided Modes. Therefore, this formalism represents a more powerful tool than the theory of effective medium, which does not take into account the scattering of light, and than the first-order scattering approximation in the roughness height, which doesn’t take into account the excitation of electromagnetic modes in the films. Applications to systems with 1 or 2 layers with rough interfaces of the order of ʎ / 100, are performed by calculating the scattering fields. Novel results are found such as the enhanced forward scattering for the case of p-polarization of the incident light.
CICESE
1996
Tesis de doctorado
Español
García Llamas, R. 1996.Estudio óptico de la rugosidad en sistemas multicapas.. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 88 pp.
OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS
Aparece en las colecciones: Tesis - Física de Materiales

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