Optics of Macroporous Silicon with Through Pores

Abstract

В роботі представлена теорія та розрахунок попускання, відбиття та поглинання макропористого кремнію з наскрізними порами. Макропористого кремнію з наскрізними порами розглянутий як ефективне середовище, поверхня якого розсіює електромагнітні хвилі. Розсіювання поверхнею макропористого кремнію враховується використанням ефективного кута розсіювання. Ефективний комплексний показник заломлення та ефективний коефіцієнт поглинання розраховуються за формулами змішування. Виведені аналітичні формули для розрахунку пропускання, відбиття та поглинання макропористого кремнію з наскрізними порами враховують численні відбиття від внутрішніх сторін передньої та задньої поверхонь. Проаналізований вплив об’ємної частки пор та товщини макропористого кремнію з наскрізними порами на його відбиття, пропускання та поглинання. Відбиття та пропускання фронтальної та тильної поверхонь та поглинання ефективним об’ємом макропористого кремнію залежать від об’ємної частки пор та впливають на оптичні властивості макропористого кремнію з наскрізними порами.

The paper presents the theory and calculation of transmission, reflection, and absorption of macroporous silicon with through pores. Macroporous silicon with through pores is considered as an effective medium, the surface of which scatters electromagnetic waves. Scattering by the surface of macroporous silicon is taken into account using the effective scattering angle. The effective complex refractive index and the effective absorption coefficient are calculated using the mixing formulas. Derived analytical formulas for calculating transmittance, reflection and absorption of macroporous silicon with through pores take into account multiple reflections from the inner sides of the front and back surfaces. The influence of the volume fraction of pores and the thickness of macroporous silicon with through-pores on its reflection, transmission, and absorption was analyzed. The reflection and transmittance of the front and back surfaces and the absorption by the effective volume of macroporous silicon depend on the volume fraction of pores and affect the optical properties of macroporous silicon with through pores.