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2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 1 EssentialMacleod光学薄膜设计软件介绍 吴新民Email Support tw 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 2 软件介绍 它是一款光学薄膜设计和分析软件 可以计算给定光学薄膜的特性参数 不但包括反射率 reflectance 透射率 transmittance 和位相 phase 还包括颜色 color 超速的 ultrafast 椭圆偏振量 ellipsometric 以及波长的0 3阶导数 可以估算分析中的随机误差 可以对已知的设计进行改进 或者根据设定的材料和目标进行综合设计 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 3 软件介绍 方便创建或编辑各种薄膜 带有各种薄膜材料和基底材料库 可以灵活地使用不同的单位 设计结果可以输出到光学设计软件ZEMAX中去 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 4 工具 EssentialMacleod包含大量的工具 主要有 1 Core 设计编辑器 数据 目标等编辑器 输入 输出 材料管理 性能计算 优化和综合 Refinementandsynthesis 输出到ZEMAX 导纳轨迹 Admittanceloci 电场 辅助设计 2 vStack vStack编辑器 vStack性能计算 计算非平面平行 non parallel sided 基底和薄膜性能 3 Runsheet 机器配置和 MachineConfiguration Runsheet编辑器 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 5 工具 4 Monitorlink 特殊的Runsheet配置 输出监控程序 与特定控制器连接的标准工具 Freestandingtool 5 Function 操作编辑器 Operationeditor 和语法检查程序 syntaxchecker 函数求值程序 Functionevaluator 6 Simulator 沉积过程模拟器 Processdepositionsimulator 7 DWDMAssistant 带通滤波器设计 bandpassfilterdesigns 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 6 系统需求 完全与Microsoft Windows 操作系统兼容 Pentium处理器建议硬盘空间 20 25Mb 内存 128Mb 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 7 文件类型 dds 设计文件 npl 绘图文件 tbl 表格文件 moc 光学数据 dst 堆 stack 文件 np3 3维绘图文件 pmx pmx文件 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 8 软件主窗口界面 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 9 主菜单 File 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 10 File介绍 New 1 Design 弹出带有缺省设计的设计窗口 2 Material 弹出一个建立新材料的表格窗口 可以输入光学常数和波长等数据 3 OpticalConstant 通过输入的数据得到反射率和透过率曲线 4 Table 建立一个只读空白表格 栏目自定义 5 Stack 打开基底和膜层合并的设计和分析的文本窗口 6 vStack 打开不平行基底和膜层合并的设计和分析的文本窗口 7 Substrate 建立材料内透过率的表格 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 11 File介绍 Open 打开已经有的薄膜文件 OpenMaterial 列出所有可以选择的材料 OpenSubstrate 打开基底文件 表格中显示不同波长的内透过率或密度 OpenReference 打开参考文件 参考文件包含如颜色评介方面所需要的数据 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 12 主菜单 Tools 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 13 Tools介绍 Materials 打开材料数据表 双击表中任何一个材料 都会弹出这个材料的波长和折射率数据 LoadZEMAXCoatingFile 其数据可以与zemax交互使用 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 14 主菜单 Options 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 15 General 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 16 Options介绍 General 1 DataSources 上面的是当前材料文件夹的路径 下南是参考文件夹的路径 2 Windows 选择CascadingClose时 当一个设计窗口关闭时 相关的图表窗口都一起关闭 当选择PrompttosaveoldTablesandPlotsbeforeclosingbox时 会在关闭图表前提示是否存盘 选择KeepoldPlotsandTablesdisplayed时 打开新的设计时 原来设计的图表仍然存在 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 17 Plotting 图形坐标轴和绘图的定制 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 18 Cone 控制StackEditor提供的cone计算 NominalConeSegmentLength 计算特定波长 频率和入射角时的cone响应时 控制Cone用的适应计算 与NominalPlotSegmentLength类似 BandwidthStep 带宽不为0时 控制步长 GaussianCalculationScaleFactor 缺省值是2 此时 光束的强度降为轴上的0 0003倍 对大多数的情况可以了 越大 计算越久 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 19 Design 控制显示的膜层顺序和计算公式顺序等 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 20 ChartStyle ChartStyles 定义绘图数据的风格 包括颜色 线型等 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 21 GeneralUnits 定义各种量的单位 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 22 DESIGNWINDOW 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 23 设计窗口 选择new design进入设计窗口 整个主菜单相应变了 在file displaysetup中设置此表格的显示栏目 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 24 膜层编辑 Formula Formula可以用简化符号编辑薄膜 特别是输入膜层数据很方便 用符号 H L A B c d等表示 膜层厚度表示为基本厚度 basicthickness 的积 如2 5Hor0 4L 如果基本厚度为0 25 则分别表示2 5 0 25 0 625fullwaves和0 4 0 25 0 1fullwaves 符号可以表示成一个简单的序列或重复的序列 如 HL 63 4H2 1L或 H1 2L2B 2HL 3 LBH 2 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 25 Formula窗口 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 26 GenerateRugate 用这个命令容易生成一个有皱褶膜 rugatecoatings 模型 用大量的分离的变化的折射率层模拟皱褶膜的连续变化的折射率 折射率的变化用改变每层的packingdensity来实现 GenerateRugate命令可以容易地指定折射率变化 并且控制模拟皱褶结构的层的数目 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 27 膜层厚度 thickness 可以是光学的 optical 几何的 geometrical 物理的 physical 或QWOT 1 物理厚度 按物理单位 通常是nm 测量的 这种厚度可以转换为晶振监控规格 或溅射线上的沉积时间 2 光学厚度 物理厚度乘以材料的折射率 即光程 再除以参考波长 光学厚度乘以2p就是位相厚度 单位为弧度 常用光学厚度 3 QWOT厚度 其数值为4倍光学厚度 4 几何厚度 物理厚度除以波长 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 28 光学厚度 物理厚度 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 29 ScaleThicknesses 偶尔有某些材料的厚度要按同样的方法改变 当研究不均匀性时 或需要对通或禁带进行微调时 经常要这样做 有时候要保持特殊参考波长的值 但要将所有膜层厚度按同样的比例改变 都可以用这个命令容易实现 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 30 MatchAngle 设计时光线都是垂直入射的 但如果是倾斜的 则需要调整相应的薄膜厚度 此命令可以自动调整这个厚度 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 31 GlobalEdit 改变设计中的所有膜层或只改变所选择的膜层 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 32 EditMaterials 可以改变设计中的材料 它只改变设计中的材料 不改变公式中列出符号 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 33 Performance 设置绘图的参数 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 34 3DPerformance 定义3D坐标轴 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 35 PlotOver 将同个设计的多根曲线画在一起 将不同设计结果的曲线画在一起 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 36 Table 属于只读表格 如果需要改动 可以将Edit菜单里的ReadOnly复选钩去掉 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 37 Errors分析 Mean和standarddeviation可以是Absolute或Relative 通常选择相对的 此时误差与膜层厚度成正比 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 38 Color 颜色计算的设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 39 3DPlot 画一个3Dplot 坐标轴的具体的设置在Parameters 3Dperformance里面 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 40 Lock LinkMenu Design 用于refinement和synthesis过程 Lock 如果layer锁定了 则不参加优化 保持其初始的厚度值 Unlock 取消锁定 Link 二个或几个膜层建立关联 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 41 TOOLS Compactdesign 设置最小允许的膜层厚度 软件会将厚度小于设置值的膜层去掉 并关闭设计 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 42 RefineDesign 提供的优化方法有 Simplex 通常叫nonlinearsimplex Optimac SimulatedAnnealing ConjugateGradient Quasi Newton Needlesynthesis 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 43 IndexProfile 绘出折射率 厚度曲线 下图中显示的是quarter half quarter抗反射膜的折射率曲线 左边是入射介质 右边是出身介质或基底 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 44 产生Rugate薄膜 Material中设置的膜层中允许的最高折射率 VoidMaterial中是膜层中允许的最低折射率 VoidDensity设置为1 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 45 Rugate薄膜举例 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 46 REFINEMENTANDSYNTHESIS 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 47 Refinement和synthesis 可以自动优化设计 它们的操作是类似的Refinement一般是对已有的设计进行轻微的调整 synthesis则着重于结构 即使没有初始结构也可以操作 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 48 Targetsforrefinement 包含三种目标 Standard Color Thickness 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 49 StandardTargets 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 50 StandardTarget的设置 Wavelength 工作波长 单位nm IncidentAngle 按定义的单位 如果不是0 则可以选择偏振分量 Weight 权重 缺省值为1 TargetTolerance 每个目标值可接受的公差值 Derivative 给出相对于第一栏中自变量 波长或频率 的目标类型的偏差的等级 如果是0 表示没有偏差 Link 指定目标值之间的联系 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 51 ColorTargets的设置 colortargets 除了类型是颜色方面的外 其它各项的意义和标准目标是一样的 还需要指定光源分布和观察者 mode 指定是计算透射还是反射的颜色 对stacks 还有一个模式就是BackReflectance 它计算出射介质一端反射的颜色 对vStacks 只有throughput模式 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 52 ThicknessTargets 显示材料和所要求的总厚度 当有一个或多个总厚度目标 refinement试图移去材料的总厚度 达到要求的厚度 同时又去满足其它要求 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 53 RefinementandSynthesis 有六种方法 Simplex Optimac SimulatedAnnealing ConjugateGradient Quasi NewtonNeedleSynthesis Simplex提供直接的优化 Optimac可以refinement和synthesis SimulatedAnnealing优化 但可以在一个很大的参数空间范围 ConjugateGradient和Quasi Newton是化方法 它们是用信息 derivativeinformation 来进行优化 Needlesynthesis方法是增加膜层 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 54 Simplexrefinement Simplexrefinement计算速度非常快 通过对初始膜层和 或packingdensities进行扰动 通常 设计的总数目会比层数多一个 packingdensities最小为5 采用迭代的方法 用好一些的设计结果替代最差的设计 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 55 Simplexrefinement的设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 56 Simplex设置说明 可以选择RefineThicknesses和RefineIndex 用PackingDensity作为变量优化折射率 用upper和lowerthicknesslimits控制厚度 用packingdensitylimits控制packingdensity CommonScaling 如果选定 则相同材料的所有膜层的packingdensities移到一起 Inhomogeneity可以通过至少二个有各自不同的packingdensity的膜层来模拟 因为这种方法很快 所以建议迭代的次数设定为几千 优化过程会自动显示曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 57 Simplex过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 58 Optimac优化参数设置对话框 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 59 Optimac设置 优化参数 Optimac有很多小面facets 可以适用于synthesis和refinement Optimac对膜层厚度没有限制 只要不为负就行 通过设置NumberofSynthesisCycles的值 确定是否refinement或synthesis 如果为0 则只进行refinement 如果没有初始结构 取50左右比较合理 如果有好的初始结构 可以用比较低的值 SynthesisStep 表示插入到synthesis过程的膜层厚度 可以设置得很大 但通常在0 1 0 3比较好 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 60 Optimac设置 优化参数 SynthesisParameter 决定在synthesis操作中 改变是否保持 对比较好的初始结构 设置为0 2左右比较好 InitialSearchStep 程序会先在 当前值 InitialSearchWidth 范围内搜索 NumberOfIterations 根据每个synthesis操作之间的优化次数 应该设置为40 50 MaximumNumberofLayers 如果设计过程是完全自动的 则不要设置得太大 否则会连续增加膜层 如果设计过程受到监控 并且在适当的时候会手动停止 则可以设置得比较大 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 61 Optimac材料设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 62 Optimac过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 63 SimulatedAnnealing优化算法介绍 SimulatedAnnealing不是一个新技术 但大量用在薄膜设计中 它由一个设计组成 随机地在优化函数面上进行扰动 模拟实际的退火过程 由Boltzmann分布exp E kT 产生的随机数确定下一个结果 E代表优化函数的随机增加 KT代表退火温度k是Boltzmann常数 而不是消光系数 慢慢地使优化函数达到最小 处理过程越久 通常结果更好 在没有明显的初始结构时 用这种方法最好 适用于有入射用的情况 特别是其它方法不行的时候 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 64 Annealing参数设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 65 Annealing参数设置 参数 标准偏差和初始温度分别设定 厚度波动的标准偏差有一个开始值和结束值 在操作开始时 波动应该非常大 但在末期就比较小 退火温度的单位为度 每一度为初始优化函数的1 10000 好的初始结构是必百或上千 退火过程会慢慢地降低温度 直到最终为0 温度的下降不是线性的 有时候递减的速度开始快 但标准偏差是相同的 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 66 Annealing参数设置 绝对 0 2意思是在当前厚度上增加0 2xl0 相对 则是在当前厚度上增加膜厚的0 2倍 最好选择 绝对 至少开始的时候 否则薄膜会不变化 随机数的种子来自计算机的时钟 一般不需要改变 在simulatedannealing中 厚度上限在0 75左右是非常好的起始点 如果设置得太大 特别是早期的时候 会出现优化函数的大幅振动 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 67 Annealing过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 68 ConjugateGradient法 ConjugateGradient优化方法属于用微分信息确定优化函数面的斜率的方法 优化时 此信息用于改变设计参数 通常是膜层厚度 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 69 ConjugateGradient参数设置 MeritFunctionPower 必须为正的偶数 此数越大 优化越久 通常为2就可以了 LimitingRangeforMeritFunction 如果优化函数小于此值 则会停止优化并返回优化设计 MaximumIterations 另一个优化终止的标准 MinimumMeritFunctionImprovementToUpdatePlot 控制多久要更新曲线一次 TerminationMatchCount 可以用于指定达到所要求的小斜率的连续的时间的数目 如果TerminationMatchCount小于0 因为优化函数斜率很小 则refinement永远不会停止 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 70 ConjugateGradient过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 71 Quasi Newton法介绍 Quasi Newton优化方法也属于用微分信息确定优化函数面的斜率的方法 优化时 此信息用于改变设计参数 通常是膜层厚度 其参数设置和ConjugateGradient一样 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 72 Quasi Newton过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 73 NeedleSynthesis法介绍 Needlesynthesis用优化图形面的微分信息来确定需要在哪里插入一个新的膜层 当优化图形的微分为负时 是插入新的膜层的最佳位置 在插入了所有厚度为0的膜层后 用ConjugateGradientrefinement将新的膜层的厚度扩展为非0值 在refinement过程中 如果能够改进优化图形 其它膜层的厚度也会改变 优化过程一直重复 直到达到所要求的结果为止 或者达到某些限定 如总的迭代次数 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 74 NeedleSynthesis参数 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 75 NeedleSynthesis参数介绍 NumberofSynthesisCycles 指定NeedleSynthesis尝试插入膜层的次数 当超过这个值时 NeedleSynthesis会停止 MeritFunctionLimit 是另外一个控制NeedleSynthesis何时停止的一个参数 当优化函数降到小于这个值时 NeedleSynthesis停止 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 76 NeedleSynthesis参数介绍 如果ConjugateRefinement完成了 则会插入一个厚度小于NewThicknessValue新的膜层 然后NeedleSynthesis会在入射介质后面或基底前面加入增加一个材料 如果优化函数没有改进Minimumimprovement所确定的数值 则再增加新的材料 MaximumNumberofNewNeedles 定义每次迭代时可以增加的最大层数 当CompactInterval大于0时 每个CompactInterval都迭代 NeedleSynthesis会简化设计 去掉那些厚度小于CompactThickness的膜层 如果CompactInterval等于0 则不简化设计 它们一般都设置为1nm 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 77 SynthesisMaterials参数 列出插入新的膜层所用的材料 缺省值为设计中所有没有locked膜层所用的材料 还可以增加或去年其它材料 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 78 NeedleSynthesis过程 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 79 MATERIALSMANAGEMENT 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 80 材料管理介绍 光学常数数据有 折射率n 消光系数k 波长l等 如果需要 这些值可以进行内插或外推 一次只能有一个活动的材料库 但可以通过输入相关材料文件 使用多个库中的材料 设置活动材料库方法为 Options General 中设置 要改变材料库 首选要关闭所有设计和材料 然后在材料文件夹选项中选择 如果输入了一个新的 但本应的材料不存在 则会给出一个新建选项 它是一个空的数据库 除了一个材料 空气和一个基底外 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 81 在库中显示材料列表 大部分窗口的Tools菜单中都有Materials项 材料排列顺序可以通过Edit Sort来改变 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 82 从其它库中输入材料 首选用Tools Materials激活Materials窗口 然后用Edit Import命令 选择所要的材料库 并从中选取要输入的材料 点import就可以 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 83 显示材料数据 材料表可以可以用File OpenMaterial 命令打开 另一种方法是在材料显示列表中 Tools Materials 双击材料的名称 可以得到这个材料的特性列表 此时 可以从Plot菜单中画出材料对波长和频率变化曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 84 手动输入 用file new material新建材料时 对一些没有输入的值 用线性插值的方法计算 但一些不平滑的曲线 可以用InsertPoints 然后程序用三次样条插值计算进行平滑 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 85 用insertpoints进行平滑 用edit insertpoints 在整数波长之间插入其它点 使曲线平滑 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 86 波长单位变换 在编辑新材料时 可以用Edit WavelengthScale 命令定义不同的波长单位 缺省为nm 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 87 组合密度PackingDensity 薄膜的折射率不仅取决于材料 还取决于组合密度 即使是同一材料 如果组合密度不同 其折射率也不相同 当组合密度变化时 通过它可以让存储的材料的折射率也变化 它可以在二个数据库中调整二个材料的常数 以表示在不同基底温度下的材料沉积的不同 注意 一旦改变了 在用的时候没有任何指示 所以 除非非常明显 的材料与标准的不一样 否则不要用此命令 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 88 热模型 材料的三个热参数 LinearExpansionCoefficient和dn dT的单位是固定的 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 89 删除材料 首先选择Tools Materials然后选择Edit Delete只能删除最后一个材料 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 90 OpticalConstantExtraction 可以用变量包络技术 variantenvelopetechnique 可以从反射率和透射率的数据提取光学常数 Opticalconstants 这种方法通过反射率和 或透过率的最大和最小值 用插值计算最大和最小值之间的数据 产生包络 如果精确地确定了极值的位置 则可以给出光学常数的色散信息 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 91 OpticalConstantExtraction步聚 File New OpticalConstant打开窗口 输入相应的数据 如下表 里面包括最大和最小透过率或反射率 没有对后面的面进行修正 要求后面的面是未镀膜的 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 92 参数设置 Type 用不同的符号表示1 4或1 2波长 T QW T HW R QW R HW 基底的结果可以输入或通过已经存在的材料文件取得 这些也可以是未镀膜的的透过率 标记为T SUB 或基底折射率 标记为N SUB DataSource Measured和Envelope Measured对应实际的最大或最小值 Envelope的结果是为了帮助程序画1 4或1 4波长包络图 是由三次样条插值函数插值得到的 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 93 数据输入 菜单项Transmittance或Reflectance打开一个数据显示窗口 可以用file import输入透射率或反射率曲线 用鼠标拖动一个矩形区域来定义搜索范围 放开鼠标得到峰值的位置 就在窗口的左上角显示波长和峰值的值 需要指定是1 4 cross 或1 2 plus 波长 是测量点还是包络点 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 94 数据输入 用AddPoint按钮会将数据转换到data窗口中 用来计算包络 则1 4波长的点 用 标记 1 2波长点用 标记 用 建立不同的包络点 然后用AddPoint输入为包络点 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 95 Calculate Parameters参数 ApproximateIndex 因为有多重解 所以需要指定近似折射率 R TTolerance 为百分比 如果得不到正确解 决定程序如何处理 首先会在公差范围内调整结果 如果得到了一具好的结果 会标记 A 如果还得不到好的结果 会标记 B 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 96 Calculate Parameters参数 FilmModel 薄膜模型是inhomogeneous和不吸收 还是均匀和吸收的 IncidentAngle 入射到薄膜上的角度 最大为45度 Polarization 倾斜测量的偏振光分量 S P 在整个测量过程中 必须用同一个偏振分量 MatchExtrema 在常规操作中 不是总能精确适合极值波长 SubstrateMaterial 选择基底材料 UseSpectrum 选择了时 用透过率数据确定薄膜的光学常数 如果没选 会用SubstrateMaterial的信息确定其光学常数 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 97 光学常数提取过程 点Extractn k就会进行计算 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 98 计算结果 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 99 计算的光学常数结果 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 100 光学常数曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 101 从计算结果中创建材料 可以用CreateMaterial菜单选项建立材料 有三个选项 FromInnern FromOutern FromMeann 如果模型是均匀的 则这些结果是一样的 如果是非均匀的 则这些模型明显不一样 如果检查反射和 或透射曲线 会发现极值点不是很匹配 此时可以选择迫使结果与极点位置匹配 而不是选择Matchextrema 此选项先计算光学常数和膜层厚度 然后迫使光学常数与极值点匹配 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 102 得到基底的光学常数 可以用Options Substraten k T 从透射率和反射率中得到光学常数 材料和基底数据可以从测量数据中得到 一旦选择了Substraten k T命令 就会显示ExtractSubstrateCharacteristics窗口 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 103 数据文件单位 选择Unity 测量值在0 1之间 选择Percent 测量值在0 100之间 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 104 数据处理 一旦输入了scalefactor 选择Next就会到数据处理页面 在这里允许对测量的数据进行平滑 及其它处理选项 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 105 SubstrateOpticalConstants 需要在这里指定基底的厚度值 用CreateMaterial和CreateSubstrate按钮创建新材料文件和新基底文件 它们可以存在当前材料数据库中 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 106 MULTICOAT Stack 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 107 MULTICOAT Stack 它由一系列介质组成 从IncidentMedium介质开始 以EmergentMedium结束 下图就是一个多层膜的例子 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 108 更复杂的stack例子 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 109 参数定义 Mediumtype Incident Emergent parallel wedged 假定介质的界面或边界足够平行 所有反射的光束仍然在系统的孔径内 或是楔形的 反射光束到系统孔径之外 Mediummaterial 由其光学常数和内透射率确定 Mediumsubstrate 和材料一样选择 Coatingfile 薄膜文件名 coatingdirection forward reversed 定义每一层薄膜 CoatingLocked 只有没有锁定的膜层才参加优化和综合 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 110 StackRefinementandSynthesis 在stack中 如果同一个薄膜放在不同的面上 则优化时 会只调整其中一个 然后再应用到所有的面上去 如果想优化的时候分别处理所有的薄膜 但又想让它们的起始点相同 则应该将它拷贝成新的文件 放在不同的面上 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 111 创建新的stack的方法 File New Stack调出Stack窗口 起始的stack由入射介质空气 一块平行玻璃板和出身介射空气组成 没有薄膜 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 112 1 建立一个新设计 下面以计算二边都有抗反射膜的平行玻璃板的特性为例说明如何建立stack 首先 要建立一个抗反射膜 可以用file New建立一个新抗反射膜 然后存为Arcoat dds 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 113 建立stack 只需要加入二个薄膜 在stack窗口上的第二栏和第三栏上的CoatingFile栏双击 选择文件ARcoat DDS 如果要删除膜层 选择膜层 然后按就可以了 Directions会自动给出 如果不对 可以更改 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 114 Performance设置 可以从Parameters Performance中设置绘图的条件 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 115 建立更复杂的stack 由二块玻璃基底组成 一块二边镀有抗反射膜 另一块只有一边镀膜 入射和出射介质都是空气 在基底二边都是空气 基底的面是平行的 但它们之间的空气间隔是楔形的 内透过率为100 新的stack如下 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 116 反射率和透过率曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 117 ANALYSIS和DESIGN工具 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 118 分析工具 先打开设计窗口 Tools Analysis打开分析工具 有5个选项 Admittance ReflectionCoefficient ElectricField AbsorptanceRate TotalAbsorptance 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 119 导纳图Admittance 设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 120 导纳图 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 121 ReflectionCoefficient 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 122 电场ElectricField参数设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 123 电场分布曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 124 AbsorptanceRate 参数设置 计算薄膜的AbsorptanceRate或potentialabsorptancerate 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 125 AbsorptanceRate曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 126 TotalAbsorptance 设置 计算整个薄膜中各层的吸收率 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 127 TotalAbsorptance 曲线 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 128 设计工具 有4个选项 EdgeFilter Herpin InducedTransmissionFilterDesign SymmetricalPeriods 可以辅助建立一个特定类型的薄膜 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 129 EdgeFilter EdgefiltersEdgeFilter 是用来自动设计这样一个周期性结构的工具 是基于1 4波长stacks 用于构建平板偏振器 一般可以考虑成如 0 5HL0 5H 或 0 5LH0 5L 的对称周期性结构 对称周期性结构参见Herpin 还有更复杂的对称二种材料的周期性结构 aAbBcAbBaA 其中A和B高和低折射率材料 或者反过来 可以通过调整a b c来消除偏振 尽管对很多层的对称周期性结构也可以调整 但最好是用5层周期 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 130 EdgeFilter参数设置 2020 4 7 版权所有2004讯技光电科技 上海 有限公司 131 EdgeFilter设计 只要选择好了 然后点MakeEdgeFilter就会出现一个设计结果 同时在公式对话框中会显示其公式 下面是一个短波通滤波器 边缘51