论文摘要
本论文主要研究了按照广义三元模型（generalized SML，GSML（m，n））排列的超晶格的光透射性质，以及准周期超晶格系统中的误差对光透射性质的影响。GSML模型是为数不多的三元模型之一，本论文研究了光在按照GSML（m，n）模型构造的光学超晶格多层膜系统中的传输问题，解析的得到了光传播的传输矩阵以及透射系数的公式，同时也利用计算机进行了数值模拟，数值模拟的结果证实了我们的解析解结果的正确性。此外我们还利用分解消元法（transparent-component-decimation，简称TCD方法）研究了其光透射性质与结构之间的关系，发现正是由于系统结构上的对称性，从而导致了光透射性质的循环性质和稳态性质。我们在GSML（m，n）系统中得到了一些很有趣的性质：（1）当n是偶数时，透射系数将会是恒定常数C；（2）当n是奇数，m是偶数时，光透射传输矩阵将会出现六循环性质，而透射系数将会呈现稳态三循环性质（比如：C1-C2-1.0-C1-C2-1.0-…）；（3）当n是奇数，m=1时，传输矩阵与透射系数都将出现赝七循环，光透射系数最终将会随着代数的增大而趋于0。此外，本论文还研究了准周期超晶格光学薄膜系统中的误差对光透射系数的影响。我们根据实际镀膜中薄膜厚度监控系统对薄膜生长的控制的基本原理及控制过程设计了一种sine误差模型，并且以Fibonacci模型为例，研究了光在具有膜厚误差的Fibonacci准周期光学超晶格多层膜系统中的传输，发现了一些很有意义的结果：对于简单系统来说，薄膜厚度误差对光透射系数的影响并不大，并且透射系数与误差是成线性比例。在这种情况下，镀膜机器的精度越好，得到的薄膜系统的光学性质就越符合设计值。但是当薄膜系统的稍微复杂一些（薄膜层数为10-102）时，透射系数（TC）的变化将会随着误差的变大而有复杂的波动，变化的趋势难以预料。尽管如此，误差并非一无是处，因为在TC的曲线中出现了很多波峰与波谷，这些极值可用来设计一些特定要求的光学器件。此外我们还研究了机器监控调节灵敏度参数N对TC的影响，对于一般的简单系统来说，N越大，TC偏离标准值就越小。而对于复杂系统而言，N对TC的影响将会复杂多变，但是可以通过数值模拟的方法来估计其影响。我们的研究对实验工作者如何选择恰当的精度的机器来制备膜系有一定的理论指导意义。