TFCalc設(shè)計膜層方法指導(dǎo)(簡單)

1、TFCalC設(shè)計膜層方法指導(dǎo)（簡單）假設(shè)我們要設(shè)計一個反射率 >99.9%高反膜系（波長1060Onm ）:條件：（1）基底材料：GaAS（2）膜料：ZnSe, YF3 具體步驟：1.點擊TFCaIC圖標進入其操作界面：圖中彈出對話框，要求輸入要編輯的文件名。因為我們是要新編膜系，則點擊“取消”按鈕，則只顯示 如下界面：TFCaICI-JFile Edit ModLfy RUTL Results Mi c. HelPI圖中自左到右的菜單名稱中文意思分別是：“文件”、“編輯”、“修改”、“運行”、“結(jié)果”、“雜項”和“幫助”。 點擊其中的任何一項將彈出其包含的菜單內(nèi)容。2 .點擊第一項“

2、File”，彈出如下菜單項：Flle左圖中的中文意思自上到下分別是：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開膜系文件關(guān)閉膜系文件保存膜系文件以其他的文件名保存膜系文件恢復(fù)原始文件打印膜系打印設(shè)置退出TFCaIC關(guān)于TFCaIC3.點擊第一項“NeW Coating

3、 ”彈出如下“編輯環(huán)境對話框”：E（Iit EnVirnnAeIlftCOatingname: UntaHeelIncleientIMediJrril>= Fron Laers =SUbStrste=E石ck Lay亡臺三E wit MeCbUln1OKCanCeIAnal$i$ Paiameters.Ervirorwrent:An gle角度In Cide nt MediUm入射介質(zhì)SUbStrate基底Front Layer基底前面BaCk Layer基底后面EXit MediUm出射介質(zhì)上圖左邊圖中英文對應(yīng)的中文意思分別是:Reference WaVeIength（參考波長）:15

4、80IllUminate （光源）：WHITE （白光）InCident angle （入射角）：0.0InCident medium （入射介質(zhì)）：AIR （空氣）SUbStrate （基底）GaAS （砷化鎵）ThiCkness （厚度）mm1 （一般不考慮基底材料的厚度）EXit medium （出射介質(zhì)）GaAs （如果是透視膜系，則出射介質(zhì)一般是空氣）DeteCtOr （探測器）：IDEA（理想探測器）FirSt SUrfaCe （第一面）Front在上圖的右邊框內(nèi)分別輸入:注：光源、基底材料、探測器應(yīng)該分別在IlIUminate、SUbStrate、detector庫中存在。這些庫

5、可以增減。4.點擊下面的"Analysis ParameterS ” （分析參數(shù)）按鈕，彈出下面的對話框：SIet AnalySiS ParaMeterSWavelWiC01S Snd ss COneAngIa PhaSe and CaIDr抽30 0廠 EMhjEngg OF tnlerglt at 朋Ch angleby Oby 1.0r' BottijwngE Cf angles 創(chuàng) EdCrI WaVelgth'Commute ConeAngte AVefageOKCCnCel因為本例我們考慮是入射角為0的條件，因此選中第一項的圓形無線電按鈕-Range Of

6、 WaVelengths （波長范圍）（nm），其他的均不選。點擊OK按鈕，返回上一層對話框，再點擊OK按鈕，顯示如下的反射率與波長的關(guān)系曲線圖（該圖顯示的沒有鍍膜情況下，基底材料的反射率）：般高反膜系的結(jié)構(gòu)是（HL）sH，其中S是大于0的正圖上方的英文字符列出了該圖成立的環(huán)境條件。 現(xiàn)在我們可以進入下一步具體的膜系結(jié)果設(shè)計, 整數(shù)。5.點擊Modify ”菜單，彈出如下菜單選項:左邊采單項從上到下對應(yīng)的中文意思是：環(huán)境EnVkOnment膜堆公式StdCkFOrfnU.前面層Laye(S FrOnt后面層ILayefS - BaCk組GrOUP 5單一目標TargeU - Discrete連

7、續(xù)目標TargetS - COntinUOUS注釋COmmentS可變材料VaridbIe Materiah環(huán)境EnVironmentS材料Maberiab基底SUbStf aes光源IllUmirIanU探測器分布DeteCtOrSDiStribUtiOnS6.編輯膜系，有2種方法可以編輯膜系，下面我們分別介紹:（1）使用膜堆公式（a）選擇"Stack FomUIa ”，彈出如下膜堆公式窗口：圖中的英文意思如下：En ter the formula. The SUbStrate is the left of the first layer:輸入公式，基底在第一層的左邊;Materi

8、aI （材料）：后面框內(nèi)輸入材料名稱ThiCkness :厚度：后面框內(nèi)輸入厚度值（四分之一波長數(shù)），該值最好為大于 0的正整數(shù)OPtimiZe （優(yōu)化）：后面的框內(nèi)輸入"yes”或Nb”Group （組）：后面的框內(nèi)輸入 1 下面的3個按鈕的意思是：Generate LayerS :生成膜系，完成后點擊該按鈕將生成膜系中間是取消Clear formula :清除公式。點擊該按鈕將不保存已經(jīng)輸入的膜堆公式，否則將下次進入該對話框?qū)⒊?現(xiàn)上次輸入的膜堆公式輸入膜堆公式，選擇 H (高折射率材料)和 L(低折射率材料)等參數(shù)后的對話框如下：如上圖所示，膜堆公式為(HL)8H ,省略了 G

9、,完整的應(yīng)該是 G(HL)8H ,意思是：GHLHLHLHLHLHLHLHLH10600厚度選擇“7”是因為我們在環(huán)境對話框中將參考波長選擇為1580nm (已經(jīng)調(diào)好波長值)，最好是能整除的數(shù)，此地我們設(shè)為7, 7×1580nm比較接近10600nm。如果發(fā)現(xiàn)不合適可以調(diào)整該值。點擊gen erate IayerS ”按鈕，生成膜系(b)選擇modify ”菜單中的第三項Layer-FrOnt ”，彈出如下窗口：17層。圖中顯示的是我們剛剛生成的膜系，用鼠標點擊圖下方滑動框的空白處，可以看到該膜系一共 圖中的英文意思是：Layer :層；Material :膜料；QWoT :四分之一

10、波長數(shù)；1ThiCkness (nm):厚度(該厚度為物理厚度，與QWoT是相關(guān)的，二者的關(guān)系：n*d=* N ,式中，n4是膜層的折射率，d是膜層的物理厚度，是參考波長，N是QWOT。例如我們來計算第一層：* N 1580 * 7d=1150.74nm ,與實際結(jié)果有偏差，可能是折射率數(shù)據(jù)或波長不是四分之一相關(guān)的4*n4*2.4028原因)Constran :強制；NeedleS :針優(yōu)化圖形最上方是二個選擇菜單(OPtions和More Options )，其功能稍后再介紹。至此我們已經(jīng)完成了利用第一種方法膜系設(shè)計。(2)直接在Layer-FrOnt窗口輸入數(shù)據(jù)(a)選擇"mod

11、ify ”菜單中的第三項Layer-Front ”，彈出如下窗口:LayCrG - Frolit(b)點擊該窗口上方的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. .(選擇)，則彈出如下菜單選項:圖中菜單選項自上到下的意思是增加前面膜層 刪除前面膜層 打印前面膜層 從拷貝前面膜層 從附加前面膜層 前面膜層順序倒轉(zhuǎn) 合并前面膜層 計算等價折射率 計算等價膜堆 顯示膜層總厚度 從文件從讀取膜層數(shù)據(jù) 將膜層數(shù)據(jù)保存在文件中 將膜層數(shù)據(jù)保存在剪切板 替代膜層數(shù)據(jù)QPtitmS NoTe CIPtisL

13、ayerM4teridQWoTThiekrb6 srf)ptimiE0?GroupCelnShein?Min ThiCknc&s. ThiCkreSSNeedIes?(C)選擇菜單選擇項的第一項"Add Front LayerS”彈出下面對話框:點擊OK”返回。輸入文件名并選擇目錄后點擊保存按鈕即可。點擊OK",彈出Layer-Front窗口，在第一列中出現(xiàn) 膜層數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是缺省數(shù)據(jù)，分別將光標移動要 修改的位置，輸入正確的數(shù)據(jù)。(d) 重復(fù)(C)操作多次，直至膜層達到17層；(e) 點擊Show ThiCkness Totals”則彈出下面信息框:從左圖中我們可

14、以知道膜層的厚度情況:ZnSe膜料層厚度：10350.30nmYF3膜料層厚度：15913.67nm總厚度：26263.97nm最薄層厚度：1150.03最終的結(jié)果與采用膜堆公式得出的結(jié)果相同。(1) 當所設(shè)計的膜層規(guī)律性比較強，并且層數(shù)較多，采用膜堆公式方法簡單；當膜層較少采用直接輸 入方法就可以；(2) 當所設(shè)計的膜系是增透膜系時，必須修改下面的內(nèi)容：進入“ modify ”菜單，選第一項，將環(huán)境對話 框中的出射介質(zhì)改為"AIR” ；第二步選擇“Layer-FrOnt ”窗口上方的OPtions ”菜單的SaVe Data in File-”選擇項，彈出下面的對話框：第三步選擇“

15、modify ”菜單中的第三項Layer-Back”，出現(xiàn)一個空白的基底后表面窗，選擇該窗口上 方的Options ”菜單里的Read Data From File”選擇項，從彈出的對話框中選擇你剛才保存的文件， 點擊“打開”即完成操作。F面我們將要看看我們設(shè)計的高反膜系是否滿足要求。7.按鍵盤上的“F3”或F6”鍵，則顯示如下圖形:上圖顯示的是反射率與是波長的關(guān)系。圖形上方的文字描述了該圖是在什么環(huán)境下生成的，其中大部 分的英文單詞出現(xiàn)在環(huán)境對話框中，并已解釋，在此不再解釋，其中PolariZati On意思是偏振，后面出現(xiàn)的AVE表示平均偏振。如果要了解透射率、吸收率等參數(shù)與波長的關(guān)系以及提高圖形的分辨率，雙擊該圖，出現(xiàn)下面的對話 框，修改該對話框的相關(guān)選擇，可以滿足你的要求。圖中英文的意思分別是：DiSPlay（顯示）：點擊右邊的箭頭將會出現(xiàn)下拉菜 單，從該菜單中我們可以選擇透視、吸收、 PSl 等與波長的關(guān)系Polarization（偏振）：后面有3個選項（可以都選 上）。分別是平局偏振光、P偏振光和S偏振光 X-AXiS Units（X軸單位