实测光谱 | TFStudio Docs

实测光谱（Measured Spectra） 窗口将你的设计与分光光度计连接起来。导入一条来自仪器文件的实测反射率、透射率或吸收率曲线，在光学评估上与设计对比，并把设计的膜层厚度拟合到它。导出则把计算得到的设计光谱或你导入的曲线写入可移植文件。窗口分为 Import（导入） 和 Export（导出） 两个标签页。

导入

点击 Import Spectrum（导入光谱） 并选择文件。导入器接受哪些内容、以及它会自行处理的仪器格式怪癖，见光谱文件格式页面。

测量条件

请在导入前设置好这三项，因为文件几乎从不记录它们，而错误的取值会毁掉一次拟合，却看不出任何异常：

入射角：仪器测量时所用的角度。近正入射附件通常是 6 度或 8 度，而不是 0 度。
偏振：平均、s 或 p。
面：样品的哪一面被照明。

每条导入的曲线都各自带有这些条件，之后也可以在曲线上修改。

确认解析

对于文本表格，面板会显示自动识别的结果并允许覆盖：波长单位、取哪一列、量、Y 比例，以及曲线名称。旁边的预览会在该曲线自己的入射角与面下计算设计光谱，并把导入的曲线与之一同绘出，因此在提交之前你就能看出测量是否落在设计所在的位置。

Add to design（添加到设计） 添加你刚配置的那一列。当文件含有多列数据时会出现 Add all curves（添加全部曲线），它会添加其中每一列：对同时含有 T 与 R 的文件正合适，而对还带有原始信号列的文件则不合适。

编辑曲线

导入的曲线存储在设计上，并随项目一起保存。每条曲线在窗口中都有一张卡片，可以重命名、改颜色、改量、修正来源比例、修正测量条件，以及裁剪波长范围。裁剪是非破坏性的：它只移动别处所使用的边界，数据点仍保留在曲线中，因此你可以再把范围放宽。

在光学评估中，这些曲线显示为带空心圆标记的虚线，按 R / T / A 着色。卡片上的复选框可以隐藏某条曲线而不将其移除。

将设计拟合到测量

曲线卡片上的 Fit…（拟合…） 会把这条测量变成一个评价函数目标，于是精炼可以调整设计的膜层厚度，直到计算光谱与你测得的结果相符。这是对一个你已知配方的镀膜所做的表征；它不是从任意光谱反推未知膜系，那仅凭强度是无法求解的。

拟合哪些点

As measured（按实测点） 直接使用实测点，不臆造任何数据。当扫描足够密集且间隔均匀时正确，也是默认选项。
Every Nth point（每隔 N 点） 仍只用实测点，但做抽稀。当非常密集的扫描拖慢运行而并无收益时使用。
Even step（等步长） 按你指定的波长步长插值。

把稀疏的扫描插值到密集网格上并不会增加任何信息。重采样的理由是均匀性而不是密度：评价函数是对其各点求和，因此采样不均的扫描会悄悄把拟合偏向仪器恰好多取了读数的地方。插值采用保形算法，因此不会在陡峭的带边过冲，也就不会要求优化器去追逐超过 100 % 的反射率。

你还可以在同一步中缩小波长范围、设置这次拟合在整个评价函数中所占的权重，并加入膜层厚度的最小值与最大值约束。Append（追加） 把目标加到你已有的评价函数之后；replace（替换） 则先清空它。

生成的目标

拟合会在评价函数编辑器中生成一行，其中自带一份测量数据的副本，因此它随设计一同保存，即使之后曲线被修改或删除也仍然有效。该行只有 Enabled（启用） 开关与 Weight（权重） 可以编辑：其余部分描述的是一次已经完成的测量，而不是由你选择的目标。它报告的数值是设计与测量之间的均方根差，单位与曲线相同。

如果曲线所测的面与设计的计算面不一致，该目标会被拒绝，而不会悄悄地去拟合另一条光谱。如果曲线超出了你的材料具有数据的波长范围，目标会被裁剪到可以计算的范围，并由对话框说明这一点。

无论设计是否仍保有其背后的曲线，光学评估都会绘出这个目标。因此把保存的评价函数载入另一个设计时，你能看到它在拟合什么；如果你希望把这次测量作为可编辑的曲线取回，导入标签页会提供恢复它的按钮。

导出

What to export（导出内容） 选择器用于选择来源：

Design spectrum（设计光谱）：活动设计的计算 T / R / A。设置波长起点、终点与步长、入射角列表、通道，以及是否拆分 s 与 p（吸收率没有 s/p 之分）。它遵循活动表面模式，且无需打开光学评估即可工作。
Measured curves（实测曲线）：你导入的曲线。勾选要写出的那些。

对任一来源，都可以选择格式（CSV 或 JCAMP-DX）、波长单位（nm、µm 或 cm⁻¹），以及 Y 写为分数还是百分比。

如何解读

典型用途是验证一次沉积运行：导入分光光度计轨迹，并与预测曲线比较。两者出现分歧的地方，告诉你制备出的镀膜偏离设计的程度；而拟合则把这一差异转换为真正从镀膜室里出来的那组膜层厚度。

参考文献

McDonald & Wilks, Appl. Spectrosc. 42, 151 (1988)，JCAMP-DX 的 XYDATA / ASDF 格式（AFFN、PAC、SQZ、DIF、DUP）。
Fritsch & Carlson, SIAM J. Numer. Anal. 17, 238 (1980)，重采样到等步长时所用的保形插值。