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문제 정의
- 따라서 본 절에서는 TE와 TM의 경우 임의의 입사각, 즉 8 ° , 18 ° , 28 ° , 38 ° , 48 ° , 60 ° 일 때의 반사율 값의 평균치를 계산하여 단층, 1차 함수, 5차 함수 각각의 경우 반사율을 비교하고자 한다.
- 기존의 연구에서는 반사율 계산을 단순화하기 위하여 광원의 빛이 수직입사 한다고 가정하였으나, 본 연구에서는 파장을 400 nm에서 1200 nm 까지 변화시킬 수 있는 광원(예를 들면 파장가변 레이저 등)의 빛이 임의의 입사각으로 반사방지막에 입사 된다고 할 때 반사율을 구하고자 한다. 이때 반사방지막은 단층 및 6층 구조이고, 단층 일 때 반사방지막의 굴절률은 1.
- 본 절에서는 400 nm 에서 1200 nm 파장범위에서 입사각에 따른 평균 반사율 값을 단층, 다층 구조의 반사방지막에서 구하고자 한다. 앞의 결과에서 보듯이 주어진 파장대에서 입사각이 존재할 경우 입사각의 크기에 관계없이 평균적으로 단층, 1차 함수 및 5차 함수 순으로 반사율이 적어지는 것을 볼 수 있었다.
가설 설정
- 이때 왼쪽 매질부터 영역 1은 공기n0 = 1)이고, 6층 구조의 반사방지막의 굴절률은 각 각 n1 , n2 , … 등으로 표시하고, 기판의 굴절률은 ns = 3.8 이라고 가정한다.
- 굴절률 분포를 단순화하기 위하여 반사방지막의 총 두께 t = 1 μm 로 가정하고, 1차, 5차 함수 굴절률 분포인 경우 굴절률은 기판 쪽으로 갈수록 증가한다고 가정한다.
- 분석하고자 하는 코팅구조는 아래의 그림 1과 같이 기판 위의 다층의 AR 코팅 영역으로 이루진다. AR 코팅은 6개의 층으로 이루어지며 각층의 두께는 30 nm 이고 코팅의 전체 두께는 180 nm로 가정한다. 빛이 입사각 θi 로 코팅표면에 입사할 때 각층의 투과각을 각각 θt1 , θt2, .
- 로 주어지고 입사되는 매질은 공기이며 굴절률 n0 = 1라고 가정한다. 만약 코팅이 N-다층의 구조를 갖는다면,
- 기존의 연구에서는 반사율 계산을 단순화하기 위하여 광원의 빛이 수직입사 한다고 가정하였으나, 본 연구에서는 파장을 400 nm에서 1200 nm 까지 변화시킬 수 있는 광원(예를 들면 파장가변 레이저 등)의 빛이 임의의 입사각으로 반사방지막에 입사 된다고 할 때 반사율을 구하고자 한다. 이때 반사방지막은 단층 및 6층 구조이고, 단층 일 때 반사방지막의 굴절률은 1.6 이라고 가정하며, 6층 구조일 때의 굴절률 분포는 그림 2와 3의 1차 및 5차 함수의 분포를 갖는다고 가정한다. 이때 입사되는 빛은 TE 와 TM 성분의 경우 각각의 반사율이 틀려지는데, 아래 그림 4는 입사각 θi가 8 ° 로 그림 5는 60 ° 로 고정했을 때의 TE 경우 반사율 값을 나타낸다.
- 여기에서 반사방지막의 성능은 반사율이 클수록 낮아지는 반비례 관계이다. 그리고 입사하는 광원의 빛은 일반적인 경우인 무편광 상태라고 가정한다. 그림 8은 400 nm ~ 1200 nm 파장에서 입사각에 따른 반사율을 보여준다.
- 기존의 원자증착법등의 연구에서는 반사방지막에 수직으로 빛이 입사하는 가정 하에 반사방지막의 성능 분석이 이루어 졌으나 본 연구에서는 보다 실제의 일반적인 경우로서 입사각 8 °∼ 60 ° 범위에서 400 nm ∼ 1200 nm의 무편광 빛이 입사한다고 가정하였다.
- 빛이 입사각 θi 로 코팅표면에 입사할 때 각층의 투과각을 각각 θt1 , θt2, ...θt6 이고, 기판에서의 투과각을 θt7 라고 가정한다.
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