脚本控制台

脚本控制台窗口在打开的设计上运行用 JavaScript 或 Python 编写的脚本。脚本以对象的形式处理 TFStudio 的设计：它可以构建和清理膜层堆栈、对某一面的膜层进行缩放、取整、扰动、反转和复制、列出两个设计之间的不同之处、搜索并放入非偏振边缘滤光片、按针法手动的方式求出针层放在哪里会降低评价函数值并放入一个针层、读取其折射率分布、膜层厚度和总厚度、计算一个镀膜面的导纳轨迹、电场、Ψ 和 Δ 以及相位、群延迟和 GDD、计算材料的色散、计算光谱、颜色、积分值和评价函数、求出某一波段的峰值、边缘 λ 和 FWHM 以及边缘随入射角的移动、读取实测光谱文件和椭偏仪文件、把其中的曲线加入设计并加入将设计拟合到这些曲线的评价函数行、与之比较并把它们写入文件、计算一次沉积运行中每层之后的光谱并写出工艺导出器的文件、判定设计是否满足其规格并统计其良率、运行精炼与合成、写入文件，并打印它得到的结果。该窗口从优化选项卡的脚本组打开。它的按钮排在编辑器上方的一行中，脚本打印的内容显示在编辑器下方；拖动两者之间的分隔条，可以按需分配窗口空间。

脚本以你运行的任何程序所具有的权限运行：它可以读取、写入和删除你的文件，也可以启动其他程序。只运行你信任的脚本。

编辑器

编辑器按脚本的语言为其着色，为各行编号，并标出与光标处括号配对的括号。Ctrl+F 打开搜索，Ctrl+G 跳到下一个匹配。Tab 缩进当前行；要改为移到下一个控件，先按 Escape，再按 Tab。脚本因错误而停止时，编辑器会标出出错的那一行并滚动到那里。

该行中的语言选择器设置脚本的语言，JavaScript 或 Python。打开…把一个 .js 或 .py 文件读入编辑器，并按扩展名设置语言。打开文件从不会运行它；只有按下运行时才会运行。编辑器中的脚本若未保存到文件，或保存后又有更改，**打开…**会先询问，再替换它。**保存…**按语言把编辑器中的文本写入 .js 或 .py 文件。

无论是否已保存，关闭窗口或退出 TFStudio 后编辑器都会保留你的脚本：窗口打开时编辑器若为空，会取回上一个脚本。取回的脚本不会运行。

运行脚本

按运行，或在编辑器中按 Ctrl+Enter。运行期间，该行显示已运行的时间；结束后，显示它如何结束以及用了多少秒。脚本本身不显示进度：想跟踪什么，就把它打印出来。停止会立即结束脚本，不做任何更改；脚本在停止前最后四分之一秒内打印的内容可能不会显示。隐藏或关闭窗口也会停止脚本，把窗口移到另一个组或将其拖出为独立窗口同样如此；此时输出会说明脚本已停止。

输出区保留脚本最新打印的行。打印的内容超过输出区能保留的量时，第一行会说明前面有多少行未显示；过长的一行会被截断，并注明有多少内容未显示。脚本因错误而停止时，输出会显示错误信息以及出错的脚本行号。

编辑器中的按键：

按键	作用
Ctrl+Enter	运行脚本。
Ctrl+Z、Ctrl+Y 或 Ctrl+Shift+Z	撤销和重做你的输入，而不是对设计的更改。
Ctrl+F、Ctrl+G	在脚本中搜索，并跳到下一个匹配。
Tab	缩进当前行；先按 Escape 再按 Tab 则离开编辑器。
Ctrl+S、Ctrl+O、Ctrl+N	编辑器获得焦点时不起作用。

Python 脚本

Python 脚本在你自己的 Python（3.8 或更高版本）中运行；TFStudio 不附带 Python。它使用首选项“自动化”中脚本使用的 Python 所设置的 Python；未设置时，依次使用 Windows 上的 py 启动器、PATH 中的 python3 或 python。找不到时，选择 Python 会说明这一点，以及在哪里设置路径。TFStudio 会把自带的 tfstudio 包交给脚本，因此在控制台中无需安装任何东西；Python 页面说明如何在你自己的程序中使用同一个包。

Python 脚本在其文件所在的文件夹中运行，因此它的相对路径和导入能找到旁边的文件；未保存到文件的脚本在数据文件夹中运行。已保存的脚本所在的文件夹若已不存在，脚本不会运行。

脚本可以使用什么

两种语言都给脚本提供 tf，其中包含 TFStudio 的设计和材料，以及 tf.design，即打开的设计；没有打开设计时，在 JavaScript 中为 null，在 Python 中为 None。tf 和设计在两种语言中提供什么，见 API 参考。设计与各窗口使用同一套计算代码，因此给出的数值与应用显示的一致。可用的材料包括内置材料、数据文件夹中你的材料目录里的材料，以及设计自带的材料副本。

在 JavaScript 中，脚本是一个 async 函数的函数体，因此可以在任何位置使用 await。除 tf 外，它还得到两个名称：

• console：console.log、info、warn、error 和 debug 打印到输出区。
• require：Node 的 require，用于 fs、path 等 Node 自带模块，以及已保存脚本旁边的文件。不能使用 import()。

用 require 加载的文件打印到应用日志，而不是输出区，除非脚本把自己的 console 交给它，例如作为参数传入。fs 调用、tf.openDesign 和 save 中的相对路径以启动 TFStudio 时所在的文件夹为基准，而不是脚本所在的文件夹，因此请使用完整路径。

在 Python 中，脚本打印的内容，以及它的错误和警告，都显示在输出区。它不从输入读取任何内容。import tfstudio 可以得到包中的其他名称，例如 tfstudio.Stop 和 tfstudio.TFStudioError。

设计会怎样

脚本结束时，它留在 tf.design 中的设计（无论是脚本直接修改了它，还是放入了另一个设计）会作为一个步骤应用到打开的设计上：撤销 (Ctrl+Z) 会把设计恢复到运行之前的样子。设计保留它的名称。如果脚本没有改动 tf.design，就不会有任何更改。

设计只应用到脚本开始时的那个设计上，并且只在该设计仍保持开始时的样子时才应用。如果在脚本运行期间你编辑了它、撤销或重做了某一步、选择了另一个设计，或者在脚本结束时另一个窗口（例如精炼）中的运行仍在进行，输出会说明未应用及其原因。无论发生什么都想保留结果，请在脚本中用 save 保存它。

示例

每个示例都自己构建要处理的设计，因此无论打开的是哪个设计都能运行。每个示例先给出 JavaScript 写法，再给出 Python 写法。

反射镜在其高反射带内的反射率

在 550 nm 处用 (HL)^8 H 构建四分之一波长反射镜，并找出其反射率不低于 99 % 的范围：

const design = tf.newDesign('Mirror 550');
design.stack('(HL)^8 H');
const s = design.spectrum(400, 800, { step: 2 });
const high = s.wavelength.filter((nm, i) => s.R[i] >= 0.99);
console.log(`R is 99 % or more from ${high[0]} to ${high[high.length - 1]} nm`);
console.log('Lowest R from 500 to 600 nm:', s.R.min(500, 600).toFixed(4));

design = tf.new_design("Mirror 550")
design.stack("(HL)^8 H")
s = design.spectrum(400, 800, step=2)
high = [nm for nm, r in zip(s.wavelength, s.R) if r >= 0.99]
print("R is 99 % or more from", high[0], "to", high[-1], "nm")
print("Lowest R from 500 to 600 nm:", round(s.R.min(500, 600), 4))

精炼减反射膜

四层交替膜层，在 450 到 650 nm 之间设置减反射目标，并要求每层不薄于 10 nm，然后用只调整厚度的 SQP 精炼。脚本把结果放入 tf.design，因此它会应用到打开的设计上：

const design = tf.newDesign('AR 450-650');
design.stack('(HL)^2');
design.merit.add('RAV', 450, 650, { target: 0 });
design.merit.add('MNT', { target: 10 });
console.log('Merit before:', design.merit.value);
const run = await design.refine({ method: 'sqp' });
console.log('Merit after:', design.merit.value, `(${run.stopReason})`);
for (const layer of design.layers) console.log(layer.number, layer.material, layer.thickness.toFixed(1), 'nm');
tf.design = design;

design = tf.new_design("AR 450-650")
design.stack("(HL)^2")
design.merit.add("RAV", 450, 650, target=0)
design.merit.add("MNT", target=10)
print("Merit before:", design.merit.value)
run = design.refine(method="sqp")
print("Merit after:", design.merit.value, "(" + run.stop_reason + ")")
for layer in design.layers:
    print(layer.number, layer.material, round(layer.thickness, 1), "nm")
tf.design = design

用针法生长设计

针法从一层 SiO2 开始，用 TiO2 和 SiO2 按 420 到 680 nm 的减反射目标生长设计，最多 12 层：

const design = tf.newDesign('AR 420-680');
design.layers.append('SiO2', 100);
design.merit.add('RAV', 420, 680, { target: 0 });
const run = await design.synthesize('needle', ['TiO2', 'SiO2'], { maxLayers: 12 });
console.log(run.stopReason, design.layers.length, 'layers, merit', run.merit);

design = tf.new_design("AR 420-680")
design.layers.append("SiO2", 100)
design.merit.add("RAV", 420, 680, target=0)
run = design.synthesize("needle", pool=["TiO2", "SiO2"], max_layers=12)
print(run.stop_reason, len(design.layers), "layers, merit", run.merit)

扫描入射角

在 550 nm 处从 0 到 80 度扫描该反射镜的 Rs 和 Rp。光谱接受一个波长范围，因此扫描取 550 到 551 nm，并读取第一个波长：

const design = tf.newDesign('Mirror 550');
design.stack('(HL)^8 H');
const angles = [0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80];
const s = design.spectrum(550, 551, { angles });
for (const a of angles) console.log(`${a} deg: Rs ${s.angle(a).Rs[0].toFixed(4)}, Rp ${s.angle(a).Rp[0].toFixed(4)}`);

design = tf.new_design("Mirror 550")
design.stack("(HL)^8 H")
angles = [0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80]
s = design.spectrum(550, 551, angles=angles)
for a in angles:
    at = s.angle(a)
    print(a, "deg: Rs", round(at.Rs[0], 4), "Rp", round(at.Rp[0], 4))

把 s 和 p 的 R、T、A 写入文件

把该反射镜在 45 度时的光谱写入你主文件夹中的 CSV 文件，每个波长一行，文件名带有时间，因此不会覆盖任何文件：

const design = tf.newDesign('Mirror 550');
design.stack('(HL)^8 H');
const file = require('path').join(require('os').homedir(), `mirror-45deg-${Date.now()}.csv`);
design.spectrum(400, 800, { step: 2, angles: [45] }).saveCsv(file);
console.log('Wrote', file);

import os
import time

design = tf.new_design("Mirror 550")
design.stack("(HL)^8 H")
name = os.path.join(os.path.expanduser("~"), "mirror-45deg-{}.csv".format(time.time_ns()))
design.spectrum(400, 800, step=2, angles=[45]).save_csv(name)
print("Wrote", name)

refine 和 synthesize 按设计的评价函数运行：在评价函数编辑器中设置，或像上面那样在脚本中用 merit.add 设置。