Macleod光學薄膜設(shè)計軟件介紹

EssentialMacleod光學薄膜設(shè)計軟件介紹吳新民Email:Support@.tw2/4/20231版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司軟件介紹它是一款光學薄膜設(shè)計和分析軟件，可以計算給定光學薄膜的特性參數(shù)，不但包括反射率(reflectance)、透射率(transmittance)和位相(phase),還包括顏色(color),超速的(ultrafast),橢圓偏振量(ellipsometric)，以及波長的0-3階導數(shù)。可以估算分析中的隨機誤差，可以對已知的設(shè)計進行改進，或者根據(jù)設(shè)定的材料和目標進行綜合設(shè)計。2/4/20232版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司軟件介紹方便創(chuàng)建或編輯各種薄膜，帶有各種薄膜材料和基底材料庫，可以靈活地使用不同的單位，設(shè)計結(jié)果可以輸出到光學設(shè)計軟件ZEMAX中去。2/4/20233版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司工具EssentialMacleod包含大量的工具。主要有：

(1)Core:設(shè)計編輯器,數(shù)據(jù)、目標等編輯器，輸入/輸出，材料管理，性能計算，優(yōu)化和綜合(Refinementandsynthesis),輸出到ZEMAX,導納軌跡(Admittanceloci),電場,輔助設(shè)計，(2)vStack:vStack編輯器,vStack性能計算-

計算非平面平行(non-parallel-sided)基底和薄膜性能，(3)Runsheet:機器配置和(MachineConfiguration)

Runsheet

編輯器，2/4/20234版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司工具（4）Monitorlink:特殊的Runsheet配置，輸出監(jiān)控程序，與特定控制器連接的標準工具(Freestandingtool)，（5）Function:操作編輯器(Operationeditor)和語法檢查程序(syntaxchecker),函數(shù)求值程序(Functionevaluator)，（6）Simulator:沉積過程模擬器(Processdepositionsimulator)，（7）DWDMAssistant:帶通濾波器設(shè)計(bandpassfilterdesigns)。2/4/20235版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司系統(tǒng)需求完全與Microsoft?Windows?操作系統(tǒng)兼容，Pentium處理器

建議硬盤空間：20-25Mb，內(nèi)存：128Mb

2/4/20236版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司文件類型.dds:設(shè)計文件.npl:繪圖文件.tbl:表格文件.moc:光學數(shù)據(jù).dst:堆(stack)文件.np3:3維繪圖文件.pmx：pmx文件2/4/20237版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司軟件主窗口界面2/4/20238版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司主菜單-File2/4/20239版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司File介紹－New…(1)Design：彈出帶有缺省設(shè)計的設(shè)計窗口(2)Material：彈出一個建立新材料的表格窗口，可以輸入光學常數(shù)和波長等數(shù)據(jù)，(3)OpticalConstant：通過輸入的數(shù)據(jù)得到反射率和透過率曲線，(4)Table：建立一個只讀空白表格，欄目自定義，(5)Stack：打開基底和膜層合并的設(shè)計和分析的文本窗口，(6)vStack：打開不平行基底和膜層合并的設(shè)計和分析的文本窗口，(7)Substrate：建立材料內(nèi)透過率的表格。2/4/202310版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司File介紹Open:打開已經(jīng)有的薄膜文件，OpenMaterial：列出所有可以選擇的材料，OpenSubstrate：打開基底文件，表格中顯示不同波長的內(nèi)透過率或密度，OpenReference：打開參考文件。參考文件包含如顏色評介方面所需要的數(shù)據(jù)。2/4/202311版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司主菜單-Tools2/4/202312版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Tools介紹Materials：打開材料數(shù)據(jù)表，雙擊表中任何一個材料，都會彈出這個材料的波長和折射率數(shù)據(jù)，LoadZEMAXCoatingFile：其數(shù)據(jù)可以與zemax交互使用，2/4/202313版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司主菜單-Options2/4/202314版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司General2/4/202315版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Options介紹－－General(1)DataSources：上面的是當前材料文件夾的路徑；下面是參考文件夾的路徑。(2)Windows：選擇CascadingClose時，當一個設(shè)計窗口關(guān)閉時，相關(guān)的圖表窗口都一起關(guān)閉；當選擇PrompttosaveoldTablesandPlotsbeforeclosingbox時，會在關(guān)閉圖表前提示是否存盤。選擇KeepoldPlotsandTablesdisplayed時，打開新的設(shè)計時，原來設(shè)計的圖表仍然存在。2/4/202316版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Plotting圖形坐標軸和繪圖的定制。2/4/202317版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Cone控制StackEditor提供的cone計算，

NominalConeSegmentLength

：計算特定波長、頻率和入射角時的cone響應(yīng)時，控制Cone用的適應(yīng)計算。與

NominalPlotSegmentLength

類似。BandwidthStep：帶寬不為0時，控制步長，

GaussianCalculationScaleFactor

：缺省值是2，此時，光束的強度降為軸上的0.0003倍，對大多數(shù)的情況可以了，

越大，計算越久。2/4/202318版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Design控制顯示的膜層順序和計算公式順序等。2/4/202319版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ChartStyleChartStyles:定義繪圖數(shù)據(jù)的風格。包括顏色、線型等。2/4/202320版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司GeneralUnits定義各種量的單位。2/4/202321版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司DESIGNWINDOW2/4/202322版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司設(shè)計窗口選擇new>>design進入設(shè)計窗口(整個主菜單相應(yīng)變了)：(在file>>displaysetup中設(shè)置此表格的顯示欄目)2/4/202323版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司膜層編輯－FormulaFormula可以用簡化符號編輯薄膜，特別是輸入膜層數(shù)據(jù)很方便。

用符號：H,L,A,B,c,d等表示。膜層厚度表示為基本厚度(basicthickness)的積，如2.5Hor0.4L(如果基本厚度為0.25，則分別表示2.5*0.25=0.625fullwaves和0.4*0.25=0.1fullwaves)

。符號可以表示成一個簡單的序列或重復的序列，如：

(HL)^63.4H2.1L或((H1.2L2B)^2HL)^3(LBH)^2。2/4/202324版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Formula窗口2/4/202325版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司GenerateRugate…用這個命令容易生成一個有皺褶膜(rugatecoatings)模型。用大量的分離的變化的折射率層模擬皺褶膜的連續(xù)變化的折射率。折射率的變化用改變每層的packingdensity來實現(xiàn)。GenerateRugate命令可以容易地指定折射率變化，并且控制模擬皺褶結(jié)構(gòu)的層的數(shù)目。2/4/202326版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司膜層厚度(thickness)可以是光學的(optical),幾何的(geometrical),物理的(physical)或QWOT。(1)物理厚度：按物理單位(通常是nm)測量的。這種厚度可以轉(zhuǎn)換為晶振監(jiān)控規(guī)格，或濺射線上的沉積時間，(2)光學厚度：物理厚度乘以材料的折射率，即光程，再除以參考波長。光學厚度乘以2p就是位相厚度(單位為弧度)。常用光學厚度，(3)QWOT厚度：其數(shù)值為4倍光學厚度，(4)幾何厚度：物理厚度除以波長。2/4/202327版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司光學厚度->物理厚度2/4/202328版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ScaleThicknesses...偶爾有某些材料的厚度要按同樣的方法改變。當研究不均勻性時，或需要對通或禁帶進行微調(diào)時，經(jīng)常要這樣做。有時候要保持特殊參考波長的值，但要將所有膜層厚度按同樣的比例改變。都可以用這個命令容易實現(xiàn)。2/4/202329版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司MatchAngle...設(shè)計時光線都是垂直入射的，但如果是傾斜的，則需要調(diào)整相應(yīng)的薄膜厚度。此命令可以自動調(diào)整這個厚度。2/4/202330版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司GlobalEdit…改變設(shè)計中的所有膜層或只改變所選擇的膜層。2/4/202331版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司EditMaterials...可以改變設(shè)計中的材料。它只改變設(shè)計中的材料。

不改變公式中列出符號。2/4/202332版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Performance設(shè)置繪圖的參數(shù)。2/4/202333版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司3DPerformance...定義3D坐標

軸。2/4/202334版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司PlotOver將同個設(shè)計的多根曲線畫在一起。將不同設(shè)計結(jié)果的曲線畫在一起2/4/202335版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Table屬于只讀表格。如果需要改動，可以將Edit菜單里的ReadOnly復選鉤去掉。2/4/202336版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Errors分析Mean和standarddeviation可以是Absolute或Relative.通常選擇相對的，此時誤差與膜層厚度成正比。2/4/202337版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Color顏色計算的設(shè)置。2/4/202338版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司3DPlot畫一個3Dplot。

坐標軸的具體的設(shè)置在Parameters>>3Dperformance里面。2/4/202339版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Lock/LinkMenu(Design)用于refinement和synthesis過程。

Lock:如果

layer鎖定了，則不參加優(yōu)化，保持其初始的厚度值。

Unlock:取消鎖定，

Link:二個或幾個膜層建立關(guān)聯(lián)。2/4/202340版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司TOOLS－Compactdesign設(shè)置

最小允許的膜層厚度。軟件會將厚度小于設(shè)置值的膜層去掉，并關(guān)閉設(shè)計。2/4/202341版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司RefineDesign

提供的優(yōu)化方法有：Simplex,(通常叫nonlinearsimplex）Optimac,SimulatedAnnealing,ConjugateGradient,Quasi-Newton，Needlesynthesis。2/4/202342版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司IndexProfile...繪出折射率－厚度曲線。下圖中顯示的是quarter-half-quarter抗反射膜的折射率曲線。左邊是入射介質(zhì)，右邊是出身介質(zhì)或基底。2/4/202343版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司產(chǎn)生Rugate

薄膜Material中設(shè)置的膜層中允許的最高折射率，

VoidMaterial

中是膜層中允許的最低折射率。VoidDensity設(shè)置為1.2/4/202344版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Rugate

薄膜舉例2/4/202345版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司REFINEMENTANDSYNTHESIS2/4/202346版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Refinement和synthesis可以自動優(yōu)化設(shè)計，它們的操作是類似的Refinement一般是對已有的設(shè)計進行輕微的調(diào)整，synthesis則著重于結(jié)構(gòu)，即使沒有初始結(jié)構(gòu)也可以操作。2/4/202347版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Targetsforrefinement包含三種目標：Standard,Color，Thickness2/4/202348版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司StandardTargets2/4/202349版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司StandardTarget的設(shè)置Wavelength:工作波長，單位nm,IncidentAngle：按定義的單位。如果不是0，則可以選擇偏振分量。Weight：

權(quán)重。缺省值為1，TargetTolerance：每個目標值可接受的公差值，Derivative：給出相對于第一欄中自變量(波長或頻率)的目標類型的偏差的等級，如果是0，表示沒有偏差。Link：指定目標值之間的聯(lián)系。2/4/202350版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ColorTargets的設(shè)置colortargets：除了類型是顏色方面的外，其它各項的意義和標準目標是一樣的。還需要指定光源分布和觀察者。mode：指定是計算透射還是反射的顏色

。對stacks,還有一個模式就是BackReflectance.它計算出射介質(zhì)一端反射的顏色，

對vStacks,只有throughput模式。2/4/202351版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ThicknessTargets顯示材料和所要求的總厚度。當有一個或多個總厚度目標，refinement試圖移去材料的總厚度，達到要求的厚度，同時又去滿足其它要求。2/4/202352版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司RefinementandSynthesis有六種方法：Simplex,Optimac,SimulatedAnnealing,ConjugateGradient,Quasi-NewtonNeedleSynthesis.

Simplex提供直接的優(yōu)化，

Optimac

可以refinement和synthesis,SimulatedAnnealing優(yōu)化，但可以在一個很大的參數(shù)空間范圍，ConjugateGradient和

Quasi-Newton是化方法，它們是用信息(derivativeinformation)來進行優(yōu)化。Needlesynthesis方法是增加膜層。2/4/202353版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司SimplexrefinementSimplexrefinement計算速度非常快。

通過對初始膜層和/或packingdensities進行擾動。

通常，設(shè)計的總數(shù)目會比層數(shù)多一個，packingdensities最小為5。采用迭代的方法，用好一些的設(shè)計結(jié)果替代最差的設(shè)計。2/4/202354版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Simplexrefinement的設(shè)置2/4/202355版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Simplex設(shè)置說明可以選擇RefineThicknesses

和RefineIndex

，用PackingDensity作為變量優(yōu)化折射率，

用upper和lowerthicknesslimits控制厚度，

用packingdensitylimits控制packingdensity。

CommonScaling，如果選定，則

相同材料的所有膜層的packingdensities移到一起。

Inhomogeneity可以通過至少二個有各自不同的packingdensity的膜層來模擬。因為這種方法很快，所以建議迭代的次數(shù)設(shè)定為幾千，

優(yōu)化過程會自動顯示曲線。2/4/202356版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Simplex過程2/4/202357版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Optimac優(yōu)化參數(shù)設(shè)置對話框2/4/202358版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Optimac設(shè)置-優(yōu)化參數(shù)Optimac有很多小面facets?？梢赃m用于synthesis和refinement.Optimac對膜層厚度沒有限制，只要不為負就行。通過設(shè)置NumberofSynthesisCycles的值，確定是否refinement或synthesis。如果為0，則只進行refinement。如果沒有初始結(jié)構(gòu)，取50左右比較合理。如果有好的初始結(jié)構(gòu)，可以用比較低的值。

SynthesisStep：表示插入到synthesis過程的膜層厚度?？梢栽O(shè)置得很大，但通常在0.1~0.3比較好。2/4/202359版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Optimac設(shè)置-優(yōu)化參數(shù)SynthesisParameter：決定在synthesis操作中，改變是否保持。對比較好的初始結(jié)構(gòu)，設(shè)置為0.2左右比較好。InitialSearchStep：程序會先在“當前值±InitialSearchWidth”范圍內(nèi)搜索。NumberOfIterations：根據(jù)每個synthesis操作之間的優(yōu)化次數(shù)。應(yīng)該設(shè)置為40~50。MaximumNumberofLayers：如果設(shè)計過程是完全自動的，則不要設(shè)置得太大，否則會連續(xù)增加膜層。如果設(shè)計過程受到監(jiān)控，并且在適當?shù)臅r候會手動停止，則可以設(shè)置得比較大。2/4/202360版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Optimac材料設(shè)置2/4/202361版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Optimac過程2/4/202362版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司SimulatedAnnealing優(yōu)化算法介紹SimulatedAnnealing不是一個新技術(shù)，但大量用在薄膜設(shè)計中。它由一個設(shè)計組成，隨機地在優(yōu)化函數(shù)面上進行擾動。

模擬實際的退火過程，由Boltzmann分布exp(-E/kT)產(chǎn)生的隨機數(shù)確定下一個結(jié)果，E代表優(yōu)化函數(shù)的隨機增加，KT代表退火溫度k是

Boltzmann常數(shù)，而不是消光系數(shù))

。慢慢地使優(yōu)化函數(shù)達到最小。處理過程越久，通常結(jié)果更好。

在沒有明顯的初始結(jié)構(gòu)時，用這種方法最好。適用于有入射用的情況，特別是其它方法不行的時候。2/4/202363版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Annealing參數(shù)設(shè)置2/4/202364版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Annealing參數(shù)設(shè)置參數(shù)、標準偏差和初始溫度分別設(shè)定。厚度波動的標準偏差有一個開始值和結(jié)束值。在操作開始時，波動應(yīng)該非常大，但在末期就比較小。退火溫度的單位為度，每一度為初始優(yōu)化函數(shù)的1/10000。好的初始結(jié)構(gòu)是必百或上千，退火過程會慢慢地降低溫度，直到最終為0。溫度的下降不是線性的，有時候遞減的速度開始快，但標準偏差是相同的。2/4/202365版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Annealing參數(shù)設(shè)置絕對：0.2意思是在當前厚度上增加0.2xl0，相對：則是在當前厚度上增加膜厚的0.2倍，最好選擇“絕對”，至少開始的時候，否則薄膜會不變化。隨機數(shù)的種子來自計算機的時鐘，一般不需要改變。在simulatedannealing中，厚度上限在0.75左右是非常好的起始點，

如果設(shè)置得太大，特別是早期的時候，會出現(xiàn)優(yōu)化函數(shù)的大幅振動。2/4/202366版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Annealing過程2/4/202367版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ConjugateGradient法ConjugateGradient優(yōu)化方法屬于用微分信息確定優(yōu)化函數(shù)面的斜率的方法。優(yōu)化時，此信息用于改變設(shè)計參數(shù)(通常是膜層厚度)。2/4/202368版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ConjugateGradient參數(shù)設(shè)置MeritFunctionPower：必須為正的偶數(shù)

，此數(shù)越大，優(yōu)化越久。

通常為2就可以了。LimitingRangeforMeritFunction

：如果優(yōu)化函數(shù)小于此值，則會停止優(yōu)化并返回優(yōu)化設(shè)計。MaximumIterations：另一個優(yōu)化終止的標準。

MinimumMeritFunctionImprovementToUpdatePlot(%)：控制多久要更新曲線一次。TerminationMatchCount：可以用于指定達到所要求的小斜率的連續(xù)的時間的數(shù)目。

如果

TerminationMatchCount

小于0，因為優(yōu)化函數(shù)斜率很小，則refinement永遠不會停止。2/4/202369版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ConjugateGradient過程2/4/202370版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Quasi-Newton法介紹Quasi-Newton優(yōu)化方法也屬于用微分信息確定優(yōu)化函數(shù)面的斜率的方法。優(yōu)化時，此信息用于改變設(shè)計參數(shù)(通常是膜層厚度)。其參數(shù)設(shè)置和ConjugateGradient一樣。2/4/202371版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Quasi-Newton過程2/4/202372版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司NeedleSynthesis法介紹Needlesynthesis用優(yōu)化圖形面的微分信息來確定需要在哪里插入一個新的膜層。

當優(yōu)化圖形的微分為負時，是插入新的膜層的最佳位置。在插入了所有厚度為0的膜層后，用ConjugateGradientrefinement將新的膜層的厚度擴展為非0值。

在refinement過程中,如果能夠改進優(yōu)化圖形，其它膜層的厚度也會改變。

優(yōu)化過程一直重復，直到達到所要求的結(jié)果為止，或者達到某些限定(如總的迭代次數(shù))。2/4/202373版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司NeedleSynthesis參數(shù)

2/4/202374版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司NeedleSynthesis參數(shù)介紹NumberofSynthesisCycles：指定NeedleSynthesis嘗試插入膜層的次數(shù)。當超過這個值時，NeedleSynthesis會停止。MeritFunctionLimit：是另外一個控制NeedleSynthesis何時停止的一個參數(shù)。當優(yōu)化函數(shù)降到小于這個值時，NeedleSynthesis停止。

2/4/202375版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司NeedleSynthesis參數(shù)介紹如果ConjugateRefinement完成了，則會插入一個厚度小于NewThicknessValue新的膜層，然后NeedleSynthesis會在入射介質(zhì)后面或基底前面加入增加一個材料。如果優(yōu)化函數(shù)沒有改進Minimumimprovement所確定的數(shù)值，則再增加新的材料。MaximumNumberofNewNeedles：定義每次迭代時可以增加的最大層數(shù)。當CompactInterval大于0時，每個CompactInterval都迭代，NeedleSynthesis會簡化設(shè)計，去掉那些厚度小于CompactThickness的膜層。如果CompactInterval等于0，則不簡化設(shè)計。它們一般都設(shè)置為1nm。2/4/202376版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司SynthesisMaterials參數(shù)列出插入新的膜層所用的材料。缺省值為設(shè)計中所有沒有l(wèi)ocked膜層所用的材料，還可以增加或去年其它材料。2/4/202377版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司NeedleSynthesis過程2/4/202378版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司MATERIALSMANAGEMENT2/4/202379版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司材料管理介紹光學常數(shù)數(shù)據(jù)有：

折射率n,消光系數(shù)k,波長l等

。如果需要，這些值可以進行內(nèi)插或外推。一次只能有一個活動的材料庫，但可以通過輸入相關(guān)材料文件，使用多個庫中的材料。設(shè)置活動材料庫方法為：Options>>General…中設(shè)置。要改變材料庫，首選要關(guān)閉所有設(shè)計和材料，

然后在材料文件夾選項中選擇。如果輸入了一個新的，但本應(yīng)的材料不存在，則會給出一個新建選項，它是一個空的數(shù)據(jù)庫，除了一個材料，空氣和一個基底外。2/4/202380版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司在庫中顯示材料列表大部分窗口的Tools菜單中都有Materials項.

材料排列順序可以通過Edit>>Sort來改變。2/4/202381版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司從其它庫中輸入材料首選用Tools>>

Materials激活

Materials窗口，

然后用Edit>>

Import命令

。選擇所要的材料庫，并從中選取要輸入的材料，點import就可以。2/4/202382版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司顯示材料數(shù)據(jù)材料表可以可以用File>>

OpenMaterial...

命令打開。另一種方法是在材料顯示列表中(Tools>>Materials)雙擊材料的名稱，可以得到這個材料的特性列表。此時，可以從Plot菜單中畫出材料對波長和頻率變化曲線。2/4/202383版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司手動輸入用file>>new>>material新建材料時，對一些沒有輸入的值，用線性插值的方法計算。

但一些不平滑的曲線，可以用InsertPoints，然后程序用三次樣條插值計算進行平滑。2/4/202384版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司用insertpoints進行平滑用edit>>insertpoints，在整數(shù)波長之間插入其它點，使曲線平滑。2/4/202385版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司波長單位變換在編輯新材料時，可以用Edit>>WavelengthScale...

命令定義不同的波長單位(缺省為nm).2/4/202386版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司組合密度PackingDensity...薄膜的折射率不僅取決于材料，還取決于組合密度。即使是同一材料，如果組合密度不同，其折射率也不相同。當組合密度變化時，通過它可以讓存儲的材料的折射率也變化。它可以在二個數(shù)據(jù)庫中調(diào)整二個材料的常數(shù)，以表示在不同基底溫度下的材料沉積的不同。注意：一旦改變了，在用的時候沒有任何指示。所以，除非非常明顯，的材料與標準的不一樣，否則不要用此命令。2/4/202387版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司熱模型材料的三個熱參數(shù)。LinearExpansionCoefficient和dn/dT

的單位是固定的。2/4/202388版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司刪除材料首先選擇Tools>>Materials然后選擇Edit>>Delete只能刪除最后一個材料。2/4/202389版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司OpticalConstantExtraction可以用變量包絡(luò)技術(shù)(variant

envelopetechnique)，可以從反射率和透射率的數(shù)據(jù)提取光學常數(shù)(Opticalconstants)。這種方法通過反射率和/或透過率的最大和最小值，用插值計算最大和最小值之間的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生包絡(luò)。如果精確地確定了極值的位置，則可以給出光學常數(shù)的色散信息。2/4/202390版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司OpticalConstantExtraction步聚File>>New>>Optical

Constant

打開窗口，輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)(如下表)，里面包括最大和最小透過率或反射率(沒有對后面的面進行修正，要求后面的面是未鍍膜的)。2/4/202391版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司參數(shù)設(shè)置Type:用不同的符號表示1/4或1/2波長：T-QW,T-HW,R-QW，R-HW.基底的結(jié)果可以輸入或通過已經(jīng)存在的材料文件取得。這些也可以是未鍍膜的的透過率，標記為T-SUB,或基底折射率，標記為

N-SUB.DataSource

：Measured和Envelope。Measured對應(yīng)實際的最大或最小值。

Envelope的結(jié)果是為了幫助程序畫1/4或1/4波長包絡(luò)圖。是由三次樣條插值函數(shù)插值得到的。2/4/202392版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司數(shù)據(jù)輸入菜單項Transmittance或Reflectance打開一個數(shù)據(jù)顯示窗口?？梢杂胒ile>>import輸入透射率或反射率曲線。用鼠標拖動一個矩形區(qū)域來定義搜索范圍，放開鼠標得到峰值的位置。就在窗口的左上角顯示波長和峰值的值。需要指定是1/4(cross)或1/2(plus)波長，

是測量點還是包絡(luò)點

。2/4/202393版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司數(shù)據(jù)輸入用

AddPoint按鈕會將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到data窗口中，

用來計算包絡(luò)。

則1/4波長的點，用“”標記，1/2波長點用“+”標記。用

<Alt>+<Shift><LeftMouseButton>建立不同的包絡(luò)點。

然后用

AddPoint輸入為包絡(luò)點。

2/4/202394版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Calculate>>

Parameters參數(shù)ApproximateIndex：因為有多重解，所以需要指定近似折射率。R/TTolerance

：為百分比。如果得不到正確解，決定程序如何處理。首先會在公差范圍內(nèi)調(diào)整結(jié)果，如果得到了一具好的結(jié)果，會標記“A”，如果還得不到好的結(jié)果，會標記“B”。2/4/202395版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Calculate>>

Parameters參數(shù)FilmModel：

薄膜模型是

inhomogeneous和不吸收，還是均勻和吸收的。

IncidentAngle：入射到薄膜上的角度

。最大為45度。.Polarization：傾斜測量的偏振光分量(S,P)。在整個測量過程中，必須用同一個偏振分量。Match

Extrema：

在常規(guī)操作中，不是總能精確適合極值波長，SubstrateMaterial：選擇基底材料

。UseSpectrum：選擇了時，用透過率數(shù)據(jù)確定薄膜的光學常數(shù)，如果沒選，會用SubstrateMaterial的信息確定其光學常數(shù)。2/4/202396版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司光學常數(shù)提取過程點Extractn&k就會進行計算。2/4/202397版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司計算結(jié)果2/4/202398版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司計算的光學常數(shù)結(jié)果2/4/202399版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司光學常數(shù)曲線2/4/2023100版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司從計算結(jié)果中創(chuàng)建材料可以用CreateMaterial菜單選項建立材料。有三個選項：FromInnern,FromOutern,FromMeann.如果模型是均勻的，則這些結(jié)果是一樣的，如果是非均勻的，則這些模型明顯不一樣。如果檢查反射和/或透射曲線，會發(fā)現(xiàn)極值點不是很匹配，此時可以選擇迫使結(jié)果與極點位置匹配，而不是選擇Match

extrema。此選項先計算光學常數(shù)和膜層厚度，然后迫使光學常數(shù)與極值點匹配。2/4/2023101版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司得到基底的光學常數(shù)可以用Options>>Substraten,k&T，從透射率和反射率中得到光學常數(shù)。材料和基底數(shù)據(jù)可以從測量數(shù)據(jù)中得到。一旦選擇了Substraten,k&T命令，

就會顯示ExtractSubstrateCharacteristics窗口。2/4/2023102版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司數(shù)據(jù)文件單位選擇Unity：測量值在0~1之間.選擇Percent：

測量值在0~100之間.2/4/2023103版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司數(shù)據(jù)處理一旦輸入了scalefactor，選擇Next就會到數(shù)據(jù)處理頁面。在這里允許對測量的數(shù)據(jù)進行平滑，及其它處理選項。2/4/2023104版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司SubstrateOpticalConstants

需要在這里指定基底的厚度值。用CreateMaterial和CreateSubstrate按鈕創(chuàng)建新材料文件和新基底文件。它們可以存在當前材料數(shù)據(jù)庫中。2/4/2023105版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司MULTICOAT-Stack2/4/2023106版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司MULTICOAT-Stack它由一系列介質(zhì)組成，從IncidentMedium介質(zhì)開始，以EmergentMedium結(jié)束。下圖就是一個多層膜的例子。2/4/2023107版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司更復雜的stack例子2/4/2023108版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司參數(shù)定義Mediumtype:Incident,Emergent,parallel,wedged.假定介質(zhì)的界面或邊界足夠平行(所有反射的光束仍然在系統(tǒng)的孔徑內(nèi))，或是楔形的(反射光束到系統(tǒng)孔徑之外)。Mediummaterial:由其光學常數(shù)和內(nèi)透射率確定。Mediumsubstrate:和材料一樣選擇。Coatingfile:薄膜文件名。coatingdirection：forward,reversed,定義每一層薄膜。CoatingLocked:只有沒有鎖定的膜層才參加優(yōu)化和綜合。2/4/2023109版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司StackRefinementandSynthesis在stack中，如果同一個薄膜放在不同的面上，則優(yōu)化時，會只調(diào)整其中一個，然后再應(yīng)用到所有的面上去。如果想優(yōu)化的時候分別處理所有的薄膜，但又想讓它們的起始點相同，則應(yīng)該將它拷貝成新的文件，放在不同的面上。2/4/2023110版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司創(chuàng)建新的stack的方法File>>New>>Stack調(diào)出Stack窗口，起始的stack由入射介質(zhì)空氣、一塊平行玻璃板和出身介射空氣組成，沒有薄膜。2/4/2023111版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司1.建立一個新設(shè)計下面以計算二邊都有抗反射膜的平行玻璃板的特性為例說明如何建立stack。首先，要建立一個抗反射膜?？梢杂胒ile>>New建立一個新抗反射膜。然后存為Arcoat.dds2/4/2023112版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司建立stack只需要加入二個薄膜。在stack窗口上的第二欄和第三欄上的CoatingFile欄雙擊，選擇

文件

ARcoat.DDS.如果要刪除膜層，選擇膜層，然后按<del>就可以了。

Directions會自動給出，如果不對，可以更改。

2/4/2023113版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司Performance設(shè)置可以從

Parameters>>Performance中設(shè)置繪圖的條件。2/4/2023114版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司建立更復雜的stack由二塊玻璃基底組成。一塊二邊鍍有抗反射膜，另一塊只有一邊鍍膜。入射和出射介質(zhì)都是空氣，在基底二邊都是空氣，基底的面是平行的，但它們之間的空氣間隔是楔形的。內(nèi)透過率為100%。新的stack如下：2/4/2023115版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司反射率和透過率曲線2/4/2023116版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ANALYSIS和DESIGN工具2/4/2023117版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司分析工具先打開設(shè)計窗口，Tools>>Analysis打開分析工具。有5個選項：Admittance...,ReflectionCoefficient...,ElectricField...,AbsorptanceRate...,TotalAbsorptance....。2/4/2023118版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司導納圖Admittance…設(shè)置2/4/2023119版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司導納圖2/4/2023120版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司ReflectionCoefficient...2/4/2023121版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司電場ElectricField參數(shù)設(shè)置2/4/2023122版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司電場分布曲線2/4/2023123版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司AbsorptanceRate…參數(shù)設(shè)置計算薄膜的

AbsorptanceRate或potentialabsorptancerate。2/4/2023124版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司AbsorptanceRate曲線2/4/2023125版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司TotalAbsorptance…設(shè)置計算整個薄膜中各層的吸收率

。2/4/2023126版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司TotalAbsorptance…曲線2/4/2023127版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司設(shè)計工具有4個選項：EdgeFilter...,Herpin...,InducedTransmissionFilterDesign...SymmetricalPeriods….可以輔助建立一個特定類型的薄膜。2/4/2023128版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司EdgeFilter...EdgefiltersEdgeFilter...是用來自動設(shè)計這樣一個周期性結(jié)構(gòu)的工具。是基于1/4波長stacks。

用于構(gòu)建平板偏振器。一般可以考慮成如(0.5HL0.5H)或(0.5LH0.5L)的對稱周期性結(jié)構(gòu)。[對稱周期性結(jié)構(gòu)參見

Herpin...]還有更復雜的對稱二種材料的周期性結(jié)構(gòu)(aAbBcAbBaA)，其中A和B高和低折射率材料(或者反過來)

?？梢酝ㄟ^調(diào)整a,b,c來消除偏振，

盡管對很多層的對稱周期性結(jié)構(gòu)也可以調(diào)整，但最好是用5層周期。2/4/2023129版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司EdgeFilter參數(shù)設(shè)置2/4/2023130版權(quán)所有2004訊技光電科技（上海）有限公司EdgeFilter設(shè)計只要選擇好了，然后點MakeEdgeFilter就會出現(xiàn)一個設(shè)計結(jié)果，同時在公式對話框中會顯示其公式。下面是一個短波通濾波器(邊緣510nm)。2/4/2023131