tfcalc膜系设计手册译文

tfcalc膜系设计手册译文内容摘要：

剪切板（ Save Layer Data in Clipboard）： 该命令将每层的 膜料 名称及物理厚度拷贝到剪切板上。 替换膜层数据（ Substitute Layer Data）： 该命令使用户能够快速建立许多数据项，下面的对话框意思如下：他寻找所有与第一列条件匹配的膜层，然后用第二列的值改变膜层中相关字段值。 如果第一列是空的，那么它与所有层匹配，在第一列， QWOT和厚度项是不相等的，例如可能 10。 组窗口（ Groups Window） 下面图显示组的数据，对于每个组，你必须输入：  组比例系数（ “Factor”） —给定组每层厚度的倍数，开始 时均为。 真是的膜层厚度可以通过膜层窗口中的膜层厚度以及该膜层组的比例系数计算出。  在优化期间是否允许改变组比例系数  在优化期间是否限制组比例系数的改变  如果限制组比例系数的改变（ yes），则组比例系数的最小值和最大值多少。 14 当 Groups window是 当前 窗口时，你可以使用选择菜单（ Options menu）执行不同的操作。 允许你增加、删除、打印、拷贝、附加。 该菜单还有另外的选项： 归一化 组（ Normalize Groups）： 该命令将组内每层厚度乘上组比例系数，并去保存作为一个新的膜 层厚度，然后将所遇的组比例系数设为。 例如将组 1内的每层厚度增加 10%，我们将组 1的比例系数改为 ，然后运行该命令。 目标（单一）窗口（ Targets (Discrete) Window） 上图显示单一优化目标数据。 在执行优化之前必须输入这些数据，对于每一个单一目标，你必须指定：  选择强度（ I）还是相位（ P）目标 (也有颜色、光源和派生目标的代码，使用选择菜单（ Option menu）中的增加颜色目标（ Add Color Targets）和生成派生目标（ Generate Derivative Targets）命令可以很容易实现 ).；  用户希望优化的 值（项目） ，是反射率 (R)还是透射率 (T)。 也可以是吸收率 (A)、 psi (P)或强度 (D)。 可以输入反射和透视系数，输入 R*T、 Rp*Ts或 Rs*Tp， 其中前 缀字符 p和 s表示偏振方向 ,。 如果输入 R*T，那么可以使用窗口偏振方向行选择是优化 Rs*Ts、Rp*Tp还是 Rave*Tave；  目标的偏振方向。 单方向偏振时使用 P或 S；平均偏振使用 D， D=PS。 例如，如果目标是反射率，那么平均偏振是 *(Rp + Rs)，并且差是 Abs(Rp Rs)；  目标波长 ；  入射角（度）；  目标值的单位由目标的类型决定，强度目标单位是百分比，例如反射率、透射率单位均为百分比；角度和相位目标的单位是度， R*T值在 0和 100之间。 任何目标均可以用不等式表示即其值前用 “” (或 “”)表示结果大于或小于该值均可以接受；  公差（ tolerance）：其倒数通常称作权重因子，如何使用见 评价函数 部分。  环境（ environment）：同常是 1，但是如果你已经选择了多个环境，则输入环境号 当单一目标（ Discrete Targets）窗是当前窗口，你可以使用选择 菜单（ Options menu）增加、删除、打印、拷贝和附加目标或者生成目标以及从文件中读入目标。 生成目标（ Generate Targets）： 该命令是你能够生成许多相同的目标，见下面右图中的对话框 ： 15 对话框中的大多数项目与目标窗口中的相同。 目标用 “” (或 “”)符号表示，注意，你可以 是 指定波长的范围：起始波长和结束波长以及其递增量。 如果你改变了目标数量（ “Number of targets”）项，则增量将被调整，使得与生成的目标数相匹配。 生成的目标波长 、波数值有 可能是空的 或者是波长 的对数值。 最后 2个选项可以用来优化宽带设计。 如果取代当前目标（ “Replace current targets”）检查框被选中，则生成的目标将取代目标窗中所有的目标，否则生成的目标将附加到当前目标序列中；如果你不希望生成任何目标，选择取消键，否则选择 OK。 从文件中读入波长目标（ Read Wavelength Targets from File）： 该命令是你能够从文件中读入目标，对话框如下 页 图。 对话框中大多数项目与目标窗中相同。 包含目标的文本文件开始可能是些注释行，没有实际使用信息，接下来的行包括波长和目 标值。 如果文件包含的数据比你需要的多，你可以命令 TFCalc仅仅读取数据集，在这种情况下，你可能仅需第 第 20或第 100行的数据。 如果选择取代所有目标检查框，那么从文件中读入的目标值将取代当前目标值，否则目标将附加到当前目标序列中。 选择 Cancel取消操作或 OK读入。 从文件中读入角度目标（ Read Angle Targets from File）： 该命令是你能够从文本文件中读入角度目标，对话框与前面提到的类似，不同之处是需要设定波长值。 增加颜色目标（ Add Color Targets）： 该命令用于在 目标窗中增加颜色、光源目标。 对话框显示所有的颜色参数。 见下面右图。 对话框中大多数项目与目标窗中的相同，选择 CIE 1931或 CIE 1976标准。 选择波长变化增量为 10nm或 5nm计算颜色，选择后者优化的时间可能会加倍。 注意，如果 用颜色目标每 10nm优化 设计， 但最终设计结果是每 5nm间隔变化，则颜色坐标可能稍微会不同。 如果结果有问题，用 5nm间隔优化设计。 生成派生目标（ Generate Derivative Targets）： 该命令可以在目标窗中增加派生目标。 对话框见下面的图。 注意，该对话框与生成目标 （ “Generate Targets”）对话框完全相同，例外的是右上角的派生信息。 16 目标（连续）窗（ Targets (Continuous) Window） 下图 是连续优化目标项目。 单一或连续优化目标必须在优化之前输入，并且对于每一个连续目标，你必须指定：  强度（ Iintensity）还是相位（ Pphase）；  优化值，反射率 (R)或透射率 (T)，还是吸收率 (A)、 psi (P)或密度 (D)。 反射率和透射率可以是 R*T、 Rp*Ts、 或 Rs*Tp。  目标偏振方向 P或 S或 D。  开始和结束波长；  入射角；  开始和结束目标值  公差  环境 注意：同时优化单一目标和连续目标时要仔细，如果公差相同，那么每一个单一优化与连续目标优化权重相同。 注释窗（ Comments Window） 17 你可以在上述注释窗中编辑注释，这些注释可以保存为文本文件。 可变 膜料 窗（ Variable Materials Window） 下面图中显示了 可变 膜料 窗的内容。 可变 膜料 窗与 膜料 数据库中的 膜料 不同，他是设计的一部分，对于每个膜系，你可以有不同的 可变 膜料。 你可以使用任何 膜料 名 ，对于每个 可变 膜料 ，你必须指定：  唯一的名称。 可以与 膜料 数据库中的 膜料 名称相同。 为了在膜层中使用 可变 膜料 ，只要输入他的名称即可；  原始 折射率 (N 和 K)；  折射率的极小和极大值。 这些限制仅在优化 可变 膜料 时有用；  优化方法应该改变 可变 膜料 的折射率 N值；  K的最小值和最大值。 这些限制仅仅当优化 可变 膜料 时起作用；  优化方法应该改变 K值； 注意：采用简单优化方法不改变折射率参数。 当 可变 膜料 窗是当前窗口时，你可以使用 Options menu增加、删除、拷贝和附加 可变 膜料。 可变 膜料 在用 rugate或梯度折 射率膜系中非常有用，所谓梯度折射率是由于膜系包括 2种 膜料 混合是变化的而产生的，这种类型的膜系可以通过薄的膜层实现，每一层折射率与前一膜层的稍微不同。 例如，模拟膜层折射率从 ，你应该输入 11种折射率从 , , ,..., 到 膜料 ，并且使用这些 膜料 膜层的厚度均相同。 可变 膜料 也可以用来确定未知膜层的折射率，在这种情况下，优化目标应该用 色谱仪或 ellipsometric数据代替，祥见附录 C。 可变 膜料 另一个用途是查找一个或多个膜层折射率的理想折射值，然后用等价膜 堆 HLH 或 LHL膜层来替代 可变 膜料 膜层。 18 环境窗口（ Environments Window） 左图显示环境窗数据。 注意，当在当前环境下分析膜系时标注一个 “*”号。 在顶行，设计膜系时输入多个环境 i，他的性能必须用不同的条件控制，例如不同的光源、不同的入射和出射介质、不同的基底或不同的探测器。 如果膜系包含的膜层折射率由于某些外部原因而变化（例如温度、光强度、电流、磁场、湿度），那么 , 该窗口内的有效 膜料可以使用多个环境来设计 birefringent基底的膜系，即基底的折射率与入射角度和偏振有关。 正如 在环境对话框中所述，每一个环境必须指定：  入射介质名称（在基底系列中），该名称必须在使用之前定义好。 如果是吸收膜料 ， TFCalc假定 k=0；  光源名称（在光源系列中）。 该名称必须在使用之前定义好  基底名称（在基底系列中）。 该名称必须在使用之前定义好；  基底的物理厚度 mm；  出射介质名称（在基底系列中），该名称必须在使用之前定义好；  探测器名称（在探测器系列中），该名称必须在使用之前定义好；  多达 3种有效 膜料 —他的折射率由于外界影响而变化；  光入射的第一面： Front 或 Back。 通常是 Front，表示光 原始入射介质，然而，正如上面窗口所示，可以定义膜系 2边的原始光源环境； 当使用有效介质时，每一个环境表达不同的外部影响设置。 例如，如果外部影响因素是温度，那么每个环境代表不同的温度。 那么对于每个环境，有效 膜料 发生改变。 确信当前环境下，膜系中至少一层使用当前环境列（标注 “*”号）中的有效 膜料。 如果你改变了当前环境，那么 TFCalc将自动替代有效 膜料 ,保持每一层物理厚度不变。 如果你在优化目标中使用多个环境，则在优化期间自动做这个工作。 当环境窗口是当前窗口，你就可以使用其 Options menu增加、删除、打 印、拷贝和附加其他的环境。 膜料 和基底窗（ Materials and Substrates Windows） 左边图形显示通常的 膜料 和基底窗口内容。 为了看指定 膜料或基底的内容，点击其名称。 当这些窗口中的一个是当前窗口，你就可以使用 Options menu增加、删除、打印 膜料 和基底名称。 当选中增加 膜料 （ “Add Material”）选项，将出现下面的对话框 必须输入名称，折射率数据表中已给定或者是色散公式方式给定。 如果以后选择，那么必须选中公式类型。 如果选中后者，那么必须选中公式类型的复数折射率的 n和 k，按 OK钮将出现一个空表格或出现公式。 19 下面是一个 膜料 折射率数据举例。 光学数据包括 1001点，当程序需要的波长值不在表中时，它使用线性插值法估计所需值；如果波长超出波长的范围，那么使用最接近的值，程序保持该数据按波长分类。 对于所有的 膜料 ，折射率 N必须大于 0，消光系数 K是 0（对于非吸收介质 膜料 ），对于吸收 膜料 ： K 0。 对于光学增益 膜料 .， K 0。 注意 TFCalc必须在配置对话框中处理增益 膜料。 下面所显示的对话框是如何编辑色散公式的例子。 色散公式仅在一定 的波长范围内使用，范围和公式参数输入对话框中，当按下打印按钮时，用户能够为该公式编辑注释；当按下转换 Convert按钮时，用户可以将色散公式转换成数据表格。 对于所有 膜料 和基底，匹配数据（ Fit Data）按钮允许用户找到与测量数据匹配的色散公式。 详见 Appendix C。 当按下 OK按钮，程序检查色散公式，保证公式可以计算整个波长范围内的合适的折射率。 对于色散公式 n(λ),，下面的选择是合适的： 20 对于色散公式 k(λ)，有 4个选项： 注意： Schott玻璃公司现在使用 Sellmeier 3 色散公式来表示他的玻璃的特征，然而，其他玻璃制造商仍然使用 Schott公式。 注意， Drude公式不能够与其他公式混合使用，当你选择 Drude计算 n(λ)时，那么 TFCalc自动选择色散公式 k(λ)。 注意， n 和 k 是内部给定的； TFCalc利用程序分别确定 n 和 k， Drude公式对于红外波段建立金属 膜料 的色散模型是很有用的。 如果用户改变 膜料 的折射率，使用该种 膜料 的任何膜层的厚度均将发生改变，程序自动调整厚度；如果你设定光学厚度优先，那么将重新计算物理厚度，反之亦然。 注意：你必须关闭窗口，这样改变才 会起作用。