Essential Macleod光学薄膜设计软件介绍.ppt

1、2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,1,Essential Macleod光学薄膜设计软件介绍,吴新民Email:S.tw,2019/4/25,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

2、定的材料和目标进行综合设计。,2019/4/25,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,4,工具,Essential Macleod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(Refinement and synthesis), 输出到 ZEMAX, 导纳轨迹(Admittance loci),

3、 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(Machine Configuration) Runsheet 编辑器，,2019/4/25,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( Free standing tool) ， （5）Function:操作编辑器(Operation editor)和 语法检查程序(syntax c

4、hecker), 函数求值程序(Function evaluator)， （6）Simulator: 沉积过程模拟器(Process deposition simulator)， （7）DWDM Assistant: 带通滤波器设计(bandpass filter designs)。,2019/4/25,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,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,7,文件类型,.dds:设

5、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,2019/4/25,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,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,9,主菜单-File,2019/4/25,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)Optical Constant：

6、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。,2019/4/25,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， Open Material：列出所有可以选择的材料， Open Substrate：打开基底文件，表格中显示不同波长的内透过率或密度， Open Reference： 打开参考文件。参考文件包含如颜

7、色评介方面所需要的数据。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,12,主菜单-Tools,2019/4/25,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， Load ZEMAX Coating File：其数据可以与zemax交互使用，,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,14,主菜单-Options,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,15,General,2019/4/2

8、5,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,16,Options介绍 General,(1)Data Sources ：上面的是当前材料文件夹的路径；下面是参考文件夹的路径。(2) Windows：选择Cascading Close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Prompt to save old Tables and Plots before closing box 时，会在关闭图表前提示是否存盘。选择Keep old Plots and Tables displayed时，打开新的设计时，原来设计的图表仍然存在。,2019/4/25,版权所有 2004

9、 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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,18,Cone,控制Stack Editor提供的cone计算， Nominal Cone Segment Length ：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 Nominal Plot Segment Length 类似。 Bandwidth Step：带宽不为0时，控制步长， Gaussian Calculation Scale Factor ：缺省值是2，此时，光束的强度降为轴上的0.0003倍，对大

10、多数的情况可以了， 越大，计算越久。,2019/4/25,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,20,Chart Style,Chart Styles :定义绘图数据的风格。包括颜色、线型等。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,21,General Units,定义各种量的单位。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,22,DESIGN WINDOW,2019/4/25,版权所有 2004

11、 讯技光电科技（上海）有限公司,23,设计窗口,选择newdesign进入设计窗口(整个主菜单相应变了)：(在filedisplay setup中设置此表格的显示栏目),2019/4/25,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(basic thickness)的积，如2.5H or 0.4L (如果基本厚度为0.25，则分别表示 2.5*0.25 = 0.625 full waves和0.4*0.25 = 0.1

12、 full waves) 。 符号可以表示成一个简单的序列或重复的序列 ，如： (HL)6 3.4H2.1L或(H1.2L2B)2 HL)3 (LBH)2。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,25,Formula窗口,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,26,Generate Rugate,用这个命令容易生成一个有皱褶膜(rugate coatings)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packing density 来实现。 Generate Rugate命令可以容易

13、地指定折射率变化，并且控制模拟皱褶结构的层的数目。,2019/4/25,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。,2019/4/25

14、,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,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,29,Scale Thicknesses.,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,30,Match Angle.,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。,2019/

15、4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,31,Global Edit,改变设计中的所有膜层或只改变所选择的膜层。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,32,Edit Materials.,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。,2019/4/25,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,34,3D Performance.,定义3D坐标 轴。,2019/4/25,版权所有 2004 讯

16、技光电科技（上海）有限公司,35,Plot Over,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,2019/4/25,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Read Only复选钩去掉。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,37,Errors分析,Mean和standard deviation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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,38,Col

17、or,颜色计算的设置。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,39,3D Plot,画一个 3D plot。 坐标轴的具体的设置在Parameters3D performance里面。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,40,Lock/Link Menu (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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,41

18、,TOOLSCompact design,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,42,Refine Design,提供的优化方法有： Simplex, (通常叫nonlinear simplex） Optimac, Simulated Annealing, Conjugate Gradient, Quasi-Newton， Needle synthesis。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,43,Index Profile.,绘出折射率厚度曲线。下图中

19、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。,2019/4/25,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，Void Material 中是膜层中允许的最低折射率。 Void Density设置为1.,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,45,Rugate 薄膜举例,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,46,REFINEMENT AND SYNTHESIS,2019/4/25,版

20、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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,48,Targets for refinement,包含三种目标： Standard, Color， Thickness,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,49,Standard Targets,2019/4/25,版权所有 2004 讯技

21、光电科技（上海）有限公司,50,Standard Target的设置,Wavelength:工作波长，单位nm, Incident Angle：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， Target Tolerance ：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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,51,Color Targets的设置,color targets：除了类型是颜色方面的外，

22、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Back Reflectance.它计算出射介质一端反射的颜色， 对vStacks, 只有throughput模式。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,52,Thickness Targets,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,53,Refinement

23、and Synthesis,有六种方法： Simplex, Optimac, Simulated Annealing, Conjugate Gradient, Quasi-Newton Needle Synthesis. Simplex 提供直接的优化， Optimac 可以refinement 和 synthesis, Simulated Annealing 优化，但可以在一个很大的参数空间范围，Conjugate Gradient和 Quasi-Newton是化方法，它们是用信息(derivative information )来进行 优化。Needle synthesis方法是增加膜层。

24、,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,54,Simplex refinement,Simplex refinement计算速度非常快。 通过对初始膜层和/或packing densities进行扰动。 通常，设计的总数目会比层数多一个，packing densities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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,55,Simplex refinement的设置,2019/4/25,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Re

25、fine Thicknesses 和Refine Index ， 用Packing Density作为变量优化折射率， 用upper和lower thickness limits控制厚度， 用 packing density limits控制packing density。 Common Scaling，如果选定，则 相同材料的所有膜层的packing densities移到一起。 Inhomogeneity可以通过至少二个有各自不同的packing density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 。,2019/4/25,版权所有 200

26、4 讯技光电科技（上海）有限公司,57,Simplex 过程,2019/4/25,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,2019/4/25,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Number of Synthesis Cycles 的值，确定是否refinement 或synthesis 。如果为0，则只进行refinement 。如果没

27、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。 Synthesis Step：表示插入到synthesis过程的膜层厚度。 可以设置得很大，但通常在0.10.3比较好。,2019/4/25,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,Synthesis Parameter ：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。 Initial Search Step：程序会先在 “当前值 Initial Search Width”范围内搜索。 Number Of Iterations： 根

28、据每个synthesis 操作之间的优化次数。应该设置为 4050。Maximum Number of Layers：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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,61,Optimac材料设置,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,62,Optimac过程,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,63,Simulated Annealing优化算法介绍,Simulated A

29、nnealing 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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,64,Annealing参数设置,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上

30、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。,2019/4/25,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，

31、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simulated annealing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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,67,Annealing 过程,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,68,Conjugate Gradient法,Conjugate Gradient 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) 。,2019/4/25,版权

32、所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,69,Conjugate Gradient参数设置,Merit Function Power：必须为正的偶数 ，此数越大，优化越久。 通常为2就可以了。 Limiting Range for Merit Function ：如果优化函数小于此值，则会停止优化并返回优化设计。 Maximum Iterations：另一个优化终止的标准。 Minimum Merit Function Improvement To Update Plot (%)：控制多久要更新曲线一次。 Termination Match Count：可以用于指定达到所要求的小斜率的连

33、续的时间的数目。 如果 Termination Match Count 小于0 ，因为优化函数斜率很小，则 refinement永远不会停止。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,70,Conjugate Gradient 过程,2019/4/25,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Conjugate Gradient一样。,2019/4/25,版权所有 2004

34、讯技光电科技（上海）有限公司,72,Quasi-Newton过程,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,73,Needle Synthesis法介绍,Needle synthesis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Conjugate Gradient refinement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)。

35、,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,74,Needle Synthesis参数,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,75,Needle Synthesis参数介绍,Number of Synthesis Cycles：指定Needle Synthesis尝试插入膜层的次数。当超过这个值时， Needle Synthesis会停止。 Merit Function Limit：是另外一个控制 Needle Synthesis何时停止的一个参数。当优化函数降到小于这个值时， Needle Synthesis停止。,2019/4/2

36、5,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,76,Needle Synthesis参数介绍,如果Conjugate Refinement完成了，则会插入一个厚度小于New Thickness Value新的膜层， 然后Needle Synthesis 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Minimum improvement所确定的数值，则再增加新的材料。 Maximum Number of New Needles：定义每次迭代时可以增加的最大层数。当Compact Interval大于0时，每个Compact Interval都迭代，Needle Syn

37、thesis会简化设计，去掉那些厚度小于Compact Thickness的膜层。如果Compact Interval等于0，则不简化设计。它们一般都设置为1nm。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,77,Synthesis Materials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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,78,Needle Synthesis过程,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,79,MATERIALS

38、 MANAGEMENT,2019/4/25,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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限

39、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EditSort来改变。,2019/4/25,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。,2019/4/25,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 Open Material. 命令打开。 另一种方法是在材料显示列表中(Tools M

40、aterials)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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,84,手动输入,用filenewmaterial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Insert Points，然后程序用三次样条插值计算进行平滑。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,85,用insert points进行平滑,用editinsert points，在整数波长之间插入其它点，使曲线平滑。,2019/4/25,版

41、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 Wavelength Scale. 命令定义不同的波长单位(缺省为nm).,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,87,组合密度Packing Density.,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

42、与标准的不一样，否则不要用此命令。,2019/4/25,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。Linear Expansion Coefficient和dn/dT 的单位是固定的。,2019/4/25,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ToolsMaterials 然后选择EditDelete 只能删除最后一个材料。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,90,Optical Constant Extraction,可以用变量包络技术(variant envelope techn

43、ique)，可以 从反射率和透射率的数据提取光学常数(Optical constants)。 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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,91,Optical Constant Extraction步聚,FileNew Optical Constant 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)。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技

44、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. Data Source ：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。,2019/4/25,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

45、或Reflectance打开一个数据显示窗口。可以用fileimport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 。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,94,数据输入,用 Add Point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 Add Point输入为包络点。,2019/4/25,版权所有 20

46、04 讯技光电科技（上海）有限公司,95,Calculate Parameters参数,Approximate Index：因为有多重解，所以需要指定近似折射率。 R/T Tolerance ：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”。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,96,Calculate Parameters参数,Film Model： 薄膜模型是 inhomogeneous和不吸收，还是均匀和吸收的。Incident Angle：入射到薄膜上的

47、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。 Match Extrema： 在常规操作中，不是总能精确适合极值波长， Substrate Material：选择基底材料 。 Use Spectrum：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Substrate Material的信息确定其光学常数。,2019/4/25,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Extract n & k就会进行计算。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限

48、公司,98,计算结果,2019/4/25,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,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,100,光学常数曲线,2019/4/25,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Create Material菜单选项建立材料。有三个选项：From Inner n, From Outer n, From Mean n. 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

49、迫使结果与极点位置匹配，而不是选择Match extrema。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。,2019/4/25,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 Substrate n,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Substrate n,k & T命令， 就会显示Extract Substrate Characteristics窗口。,2019/4/25,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01之间. 选择Percent： 测量值在0100之间.,2019/4/25,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scale factor，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。,2019/4/25,版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司,105,Substrate Optical Constants,需要在这里指定基底的厚度值。 用Create Material 和Create Substrate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。,