TFCalc设计膜层方法指导(简单)

1、TFCalC设计膜层方法指导（简单）假设我们要设计一个反射率 >99.9%高反膜系（波长1060Onm ）:条件：（1）基底材料：GaAS（2）膜料：ZnSe, YF3 具体步骤：1.点击TFCaIC图标进入其操作界面：图中弹出对话框，要求输入要编辑的文件名。因为我们是要新编膜系，则点击“取消”按钮，则只显示 如下界面：TFCaICI-JFile Edit ModLfy RUTL Results Mi c. HelPI图中自左到右的菜单名称中文意思分别是：“文件”、“编辑”、“修改”、“运行”、“结果”、“杂项”和“帮助”。 点击其中的任何一项将弹出其包含的菜单内容。2 .点击第一项“

2、File”，弹出如下菜单项：Flle左图中的中文意思自上到下分别是：NeW COating Ctr+N QPen Coating .rl+0ReoPen CoatingClOSe COdtiDgSaVe Coating Ctrl+S Save COating As.Revert to OriginaI Print Costing Ctrl+P PrinterSelup.EiJil TFCafc AbOUtTFCaIc .新建膜系文件重新打开膜系文件关闭膜系文件保存膜系文件以其他的文件名保存膜系文件恢复原始文件打印膜系打印设置退出TFCaIC关于TFCaIC3.点击第一项“NeW Coating

3、 ”弹出如下“编辑环境对话框”：E（Iit EnVirnnAeIlftCOatingname: UntaHeelIncleientIMediJrril>= Fron Laers =SUbStrste=E石ck Lay亡台三E wit MeCbUln1OKCanCeIAnal$i$ Paiameters.Ervirorwrent:An gle角度In Cide nt MediUm入射介质SUbStrate基底Front Layer基底前面BaCk Layer基底后面EXit MediUm出射介质上图左边图中英文对应的中文意思分别是:Reference WaVeIength（参考波长）:15

4、80IllUminate （光源）：WHITE （白光）InCident angle （入射角）：0.0InCident medium （入射介质）：AIR （空气）SUbStrate （基底）GaAS （砷化镓）ThiCkness （厚度）mm1 （一般不考虑基底材料的厚度）EXit medium （出射介质）GaAs （如果是透视膜系，则出射介质一般是空气）DeteCtOr （探测器）：IDEA（理想探测器）FirSt SUrfaCe （第一面）Front在上图的右边框内分别输入:注：光源、基底材料、探测器应该分别在IlIUminate、SUbStrate、detector库中存在。这些库

5、可以增减。4.点击下面的"Analysis ParameterS ” （分析参数）按钮，弹出下面的对话框：SIet AnalySiS ParaMeterSWavelWiC01S Snd ss COneAngIa PhaSe and CaIDr抽30 0厂 EMhjEngg OF tnlerglt at 朋Ch angleby Oby 1.0r' BottijwngE Cf angles 创 EdCrI WaVelgth'Commute ConeAngte AVefageOKCCnCel因为本例我们考虑是入射角为0的条件，因此选中第一项的圆形无线电按钮-Range Of

6、 WaVelengths （波长范围）（nm），其他的均不选。点击OK按钮，返回上一层对话框，再点击OK按钮，显示如下的反射率与波长的关系曲线图（该图显示的没有镀膜情况下，基底材料的反射率）：般高反膜系的结构是（HL）sH，其中S是大于0的正图上方的英文字符列出了该图成立的环境条件。 现在我们可以进入下一步具体的膜系结果设计, 整数。5.点击Modify ”菜单，弹出如下菜单选项:左边采单项从上到下对应的中文意思是：环境EnVkOnment膜堆公式StdCkFOrfnU.前面层Laye(S FrOnt后面层ILayefS - BaCk组GrOUP 5单一目标TargeU - Discrete连

7、续目标TargetS - COntinUOUS注释COmmentS可变材料VaridbIe Materiah环境EnVironmentS材料Maberiab基底SUbStf aes光源IllUmirIanU探测器分布DeteCtOrSDiStribUtiOnS6.编辑膜系，有2种方法可以编辑膜系，下面我们分别介绍:（1）使用膜堆公式（a）选择"Stack FomUIa ”，弹出如下膜堆公式窗口：图中的英文意思如下：En ter the formula. The SUbStrate is the left of the first layer:输入公式，基底在第一层的左边;Materi

8、aI （材料）：后面框内输入材料名称ThiCkness :厚度：后面框内输入厚度值（四分之一波长数），该值最好为大于 0的正整数OPtimiZe （优化）：后面的框内输入"yes”或Nb”Group （组）：后面的框内输入 1 下面的3个按钮的意思是：Generate LayerS :生成膜系，完成后点击该按钮将生成膜系中间是取消Clear formula :清除公式。点击该按钮将不保存已经输入的膜堆公式，否则将下次进入该对话框将出 现上次输入的膜堆公式输入膜堆公式，选择 H (高折射率材料)和 L(低折射率材料)等参数后的对话框如下：如上图所示，膜堆公式为(HL)8H ,省略了 G

9、,完整的应该是 G(HL)8H ,意思是：GHLHLHLHLHLHLHLHLH10600厚度选择“7”是因为我们在环境对话框中将参考波长选择为1580nm (已经调好波长值)，最好是能整除的数，此地我们设为7, 7×1580nm比较接近10600nm。如果发现不合适可以调整该值。点击gen erate IayerS ”按钮，生成膜系(b)选择modify ”菜单中的第三项Layer-FrOnt ”，弹出如下窗口：17层。图中显示的是我们刚刚生成的膜系，用鼠标点击图下方滑动框的空白处，可以看到该膜系一共 图中的英文意思是：Layer :层；Material :膜料；QWoT :四分之一

10、波长数；1ThiCkness (nm):厚度(该厚度为物理厚度，与QWoT是相关的，二者的关系：n*d=* N ,式中，n4是膜层的折射率，d是膜层的物理厚度，是参考波长，N是QWOT。例如我们来计算第一层：* N 1580 * 7d=1150.74nm ,与实际结果有偏差，可能是折射率数据或波长不是四分之一相关的4*n4*2.4028原因)Constran :强制；NeedleS :针优化图形最上方是二个选择菜单(OPtions和More Options )，其功能稍后再介绍。至此我们已经完成了利用第一种方法膜系设计。(2)直接在Layer-FrOnt窗口输入数据(a)选择"mod

11、ify ”菜单中的第三项Layer-Front ”，弹出如下窗口:LayCrG - Frolit(b)点击该窗口上方的OPtio nsgdd Frgnit L=%y I.Beltt« Frent LyrjPrilllt Frsnt LaytrSCoPy Frent Layr FiBdIm.Append Fronl Layers From. - iReverse Front LayersAdjUSt FrOnt Layers for AjIs1 .CeM*lidt Front LftySrSCOlniPUte Equivalent IiLdeKS.COfhPUte EqUIValexi

12、t StckShww ThiCIm Tot1. i Reall Layar Data from File- S -SaVe Layer D&ta in Fil, ISave Laer Dtt in ClipboardSUbltitut LaySr Dtt. .(选择)，则弹出如下菜单选项:图中菜单选项自上到下的意思是增加前面膜层 删除前面膜层 打印前面膜层 从拷贝前面膜层 从附加前面膜层 前面膜层顺序倒转 合并前面膜层 计算等价折射率 计算等价膜堆 显示膜层总厚度 从文件从读取膜层数据 将膜层数据保存在文件中 将膜层数据保存在剪切板 替代膜层数据QPtitmS NoTe CIPtisL

13、ayerM4teridQWoTThiekrb6 srf)ptimiE0?GroupCelnShein?Min ThiCknc&s. ThiCkreSSNeedIes?(C)选择菜单选择项的第一项"Add Front LayerS”弹出下面对话框:点击OK”返回。输入文件名并选择目录后点击保存按钮即可。点击OK",弹出Layer-Front窗口，在第一列中出现 膜层数据，该数据是缺省数据，分别将光标移动要 修改的位置，输入正确的数据。(d) 重复(C)操作多次，直至膜层达到17层；(e) 点击Show ThiCkness Totals”则弹出下面信息框:从左图中我们可

14、以知道膜层的厚度情况:ZnSe膜料层厚度：10350.30nmYF3膜料层厚度：15913.67nm总厚度：26263.97nm最薄层厚度：1150.03最终的结果与采用膜堆公式得出的结果相同。(1) 当所设计的膜层规律性比较强，并且层数较多，采用膜堆公式方法简单；当膜层较少采用直接输 入方法就可以；(2) 当所设计的膜系是增透膜系时，必须修改下面的内容：进入“ modify ”菜单，选第一项，将环境对话 框中的出射介质改为"AIR” ；第二步选择“Layer-FrOnt ”窗口上方的OPtions ”菜单的SaVe Data in File-”选择项，弹出下面的对话框：第三步选择“

15、modify ”菜单中的第三项Layer-Back”，出现一个空白的基底后表面窗，选择该窗口上 方的Options ”菜单里的Read Data From File”选择项，从弹出的对话框中选择你刚才保存的文件， 点击“打开”即完成操作。F面我们将要看看我们设计的高反膜系是否满足要求。7.按键盘上的“F3”或F6”键，则显示如下图形:上图显示的是反射率与是波长的关系。图形上方的文字描述了该图是在什么环境下生成的，其中大部 分的英文单词出现在环境对话框中，并已解释，在此不再解释，其中PolariZati On意思是偏振，后面出现的AVE表示平均偏振。如果要了解透射率、吸收率等参数与波长的关系以及提高图形的分辨率，双击该图，出现下面的对话 框，修改该对话框的相关选择，可以满足你的要求。图中英文的意思分别是：DiSPlay（显示）：点击右边的箭头将会出现下拉菜 单，从该菜单中我们可以选择透视、吸收、 PSl 等与波长的关系Polarization（偏振）：后面有3个选项（可以都选 上）。分别是平局偏振光、P偏振光和S偏振光 X-AXiS Units（X轴单位