آشنایی با فیلترهای نوری و محاسبات و طراحی آنها

فرمت فایل: word تعداد صفحات: 44 بنام خدا مقدمه: بمنظور آشنایی با خواص اپتیکی مواد (رسانا و غیر رسانا) میبایست میدان الکتریکی E و میدان مغناطیسی B را در مواد بررسی نمود یا در واقع به عنوان محیط موجبری که انرژی یا موجی را انتقال میدهد مورد کنکاش قرار دآشنایی با فیلترهای نوری و محاسبات و طراحی آنها|30020789|superior-brain|آشنایی با فیلترهای نوری و محاسبات و طراحی آنها
با ما همراه باشید با موضوع آشنایی با فیلترهای نوری و محاسبات و طراحی آنها

فرمت فایل: word



تعداد صفحات: 44









بنام خدا



مقدمه:



بمنظور آشنایی با خواص اپتیکی مواد (رسانا و غیر رسانا) میبایست میدان الکتریکی E و میدان مغناطیسی B را در مواد بررسی نمود یا در واقع به عنوان محیط موجبری که انرژی یا موجی را انتقال میدهد مورد کنکاش قرار داد. لذا می بایستی که بحث الکترومغناطیسی را بعنوان زیربنا و ساختار لایه های اپتیکی مورد استفاده قرار داد . ما فرض میگیریم که خواننده آشنا به مسائل الکترومغناطیسی است ما صرفاً به اعمال شرایط مرزی در یک مرز یا مرز دو محیط بسنده می نمائیم. طراحی فیلترهای منوری بمنظور بازتاب و یا عبور طول موج های خاص و یا باند خاص از طول موجها طراحی میگردد که میزان بازتاب و عبور آن برای طراح بعنوان کیک پارامتر قابل تغییر مطرح می باشد و در واقع میزان بازتاب و عبور را در محدوده خاصی که مورد مظر است اتفزایش و یا کاهش میدهد و یا پالایش طول موجها را با بالا بردن میزان عبور یک طول موج و یا یک محدوده طول موجها و کاهش عبور دیگر طول موجها بوسیله بازتاب یا جذب را انجام میدهد که همه اینها در طراحی فیلتر عملی میگردد.



نیاز و کاربرد به لاسه نشانی و یا طراحی فیلترهای نوری برای آینه های گرمایی (بازتابنده های گرمایی) و آینه های سرد، (که آینه های گرمایی فروسرخ را بازتاب و آینه های سرد فروسرح را عبور میدهند و در نورافکنها استفاده میشود).



آینه های دوررنگی (شامل پالایه های نوارگذاری که بررخهای منشوری لایه نشانی شده تا نور را در دوربینهای رنگی به کانالهای قرمز، سبز و آبی تقسیم کند) آینه های لیزر با بازتاب بالا و یا در انترفرومترهای فابری پرو، مایکسون، لنزهای دوربین های عکاسی، نظامی، تلسکوپها، دوربین های نظامی دید در شب، هدایتگر موشک و ... میباشد.



در این پروژه تکیه بر فیلترهای ضد بازتاب و تا حدی محدود به آینه ها نیز اشاره می نمائیم و ضمناً تلاش بر این بوده که با دستیابی به متد طراحی و محاسبات آن به قدرت طراحی فیلتر توسط کامپیوتر دست یابیم که به این منظور یک سری برنامه هائی در جهت طراحی کارائی فیلترها نوشته شد که نیاز به گسترش خیلی بیشتری دارند بهر حال برای این پروژه بالغ بر 200 صفحه ترجمه و مطالعه شده و نیز بالغ بر 100 ساعت کار با کامپیوتر برای دستیابی به بهترین طراحی ها و برنامه نویسی انجام گردیده است.



امیدوارم این مجموعه در هرچه آشنا شدن به فیلترهای مختلف با محاسبات و طراحی آنها و کارهای عملی انجام شده نقطه شروعی در جهت طراحی فیلتر در صنعت و ... عملی شده باشد.





مرز:



فیلترهای نازک معمولاً شامل یک تعدادی مرز بین لایه های همگن هستند و خوبست بدانیم که این مرزها چه اثری روی موج فرودی که ما می خواهیم محاسبه کنیم خواهند گذاشت یک تک مرز ساده ترین حالت میباشد. ابتدا فرض می گیریم جذب در لایه ناچیز و صفر باشد و یک موج هارمونیک پلاریزه تخت را برای موج فرودی درنظر گرفته ایم هنگامی که یک موج به یک مرز بین دو محیط برخورد می کند یک قسمت از آن بازتاب و یک قسمت آن عبور می کند شکل همه آنها بصورت eiwt میباشد منتهی یک اخلاف فاز از این قسمت ناشی میشود که به میزات ضخامت محیط عبوری دارد. ضمناً میزان دامنه عبوری نیز تغییر می نماید.



میدانیم که میدان الکتریکی مماسی و میدان مغناطیسی مماسی موج فرودی در عبور از مرز در محیط ÷یوسته است. (محیط دی الکتریک درنظر گرفته شده است) با توجه به شکل و با توجه به شرایط مرزی میدانهای E و B را در دو طرف مرز میتوان با معادلات زیر نوشت:





که در اینجا میدان E فرودی اولیه



که در اینجا میدان E بازتابیده از مرز اول a



میدان E عبوری از مرز اول a



میدان E بازتابیده از مرز دوم b



میدان E عبوری از مرز دوم b



حاصل جمع تمام میدانهای E که بطرق فصل مشترک a فرود میآیند



حاصل جمع تمام میدانهای E که بطرق فصل مشترک b فرود میآیند



برای میدان مغناطیسی هم داریم:





بکمک عبارت زیر





مقادیر و را بر حسب میدان E می نویسیم:





که و و را اینگونه تعریف می کنیم:





و نور با یکبار ÷یمودن لایه اختلاف فازی معادل





را ÷یدا می کند که nt ضخامت ا÷تیکی و t ضخامت حقیقی می باشد و n ضریب شکست آن است.



و بعد از جایگذاری در معادله شرایط مرزی به معادلات زیر دست می یابیم.





و از آنجا داریم:





که ماتریس فوق را ناتریس انتقال گویند و این ماتریس میدان الکتریکی و مغناطیسی در سوی دیگر مرز را بما میدهد. این ماتریس را میتوان برای هر لایه نوشت که ضخامت فازی آن از ضخامت فیزیکی آن یعنی t ناشی می شود.





اگر چند لایه داشته باشیم برای هر لایه یک ماتریس انتقال میتوان نوشت که اگر بخواهیم میدان را در لایه لازم بدانیم از شکل زیر استفاده میکنیم.