陳啟昌

光在介面傳遞時，會被分成穿透與反射兩個傳播方向，可根據界面兩側的折射率來計算這兩道光的強度。當光在多層膜的晶體結構傳遞時，這之中包含了無數介面，使其不斷地在結構穿透與反射。因此產生出無限多種光的傳遞路徑，而每一條路徑便是一種結果，將所有結果計算得出後總和，便是此多層結構的光學特性結果。 本研究透過矩陣理論(Matrix Theory)，來計算多層膜晶體的光學特性。首先由單層結構開始，根據它的折射率以及厚度兩項參數，列出波傳遞矩陣(Wave-transfer matrix)，將數個單層結構組合成多層膜結構。因為矩陣理論所具有的累乘性，將所有矩陣乘積後，便可得出多層膜結構的波傳遞矩陣。 透過上述方法，我們可計算出任何複雜結構的波傳遞矩陣，或是將不同的波傳遞矩陣組合起來，設計出寬頻抗反射膜、全向反射膜、寬頻濾波器等，具備特殊光學特性的結構。 本研究最終證實波傳遞矩陣，可應用於雙折射多層結構的光學計算上。並且設計出具有濾波和慢光效果的”玻璃夾層式索爾克結構”，該結構的群折射率和慢光程度，和總層數呈正相關。意味著不受限於材料，使用任意折射率的材料，皆可藉由結構設計來控制上述特性。