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表面与评估模式

一个镀膜元件的每一面都可以有镀膜,而“性能”可以指仅正面镀膜、仅背面镀膜,或整个元件一起。TFStudio 仅用设计编辑器中的两个控制项就解决了这两个问题(你正在设计哪层镀膜数字意味着什么)。它们是唯一的真相来源:其他所有窗口(光学评估、规格说明、所有公差工具以及优化器)都遵循它们,并显示结果的只读徽标,因此两个窗口绝不会以不同方式对同一设计计分。

表面(Surface):一个 正面 / 背面 / 两面 下拉框。它选择你正在设计的镀膜,以及优化器被允许移动的堆栈。当选择两面时,会出现一个**对称(背面 = 正面)**子复选框;勾选它会将背面镀膜链接为正面镀膜的精确镜像,因此两面作为一个相同的堆栈一起被优化。

忽略另一侧(Ignore other side):一个复选框。当勾选时,设计被评估为仅活动表面本身,坐落在一个半无限基底上,没有背面反射,这是设计单层镀膜时的标准理想化。当未勾选时,设计被评估为整个物理元件:正面镀膜、有限厚度基底与背面镀膜,三者组合在一起。该复选框在两面模式下被禁用,因为两个真实的镀膜总是作为完整系统来评估。

一个新设计以正面 + 忽略另一侧开始:你针对空气与半无限基底设计一层正面镀膜,这是最常见的起点。

层表格中的正面与背面标签页始终存在,但被忽略那一面的标签页会变为非活动状态,因为你无法编辑一个你已告知程序要忽略的镀膜。它的各层仍留在设计中,处于休眠状态,并在你清除该复选框的瞬间恢复。

表面 忽略另一侧 正面标签页 背面标签页 优化对象 评估对象
正面 关闭 活动 活动 正面 总计
正面 开启 (默认) 活动 非活动 正面 仅正面
背面 关闭 活动 活动 背面 总计
背面 开启 非活动 活动 背面 仅背面
两面 不适用 (禁用) 活动 活动 两面 总计
两面 + 对称 不适用 (禁用) 活动 非活动 (= 正面) 两面,已链接 总计

“正面,不忽略”与“两面”都评估整个元件;唯一的区别在于优化器可以自由移动什么。选择正面时,优化器只移动正面镀膜(任何背面镀膜被包含但固定);选择两面时,它还会释放背面堆栈。

由于这两个控制项只存在于设计编辑器中,其他每个窗口都以只读徽标显示它正在做什么:

  • 评估:正面 / 背面 / 总计:出现在光学评估、积分值、规格说明、颜色、蒙特卡洛、系统偏差、层灵敏度、变分器、非均匀性与粗糙度/散射窗口中。它们在所有窗口中都是同一个值。
  • 优化:正面 / 背面 / 两面 / 两面(对称):额外出现在优化器窗口(精炼、针式变化、渐进演化、手动针式)中,以显示正在移动哪层镀膜。
忽略另一侧 基底模型 背面
勾选(单面) 半无限:光射入基底后永不返回 无,无背面反射
未勾选(总计) 有限且非相干:内部反射以强度方式叠加 真实:裸基底反射,或若存在则为背面镀膜

用“忽略另一侧”设计的单面镀膜被精确地作为孤立镀膜来评估,这是该任务正确的理想化;而清除该复选框会将真实的背面纳入,以显示成品双面元件的实际表现。

这些设置存储在设计上,因此随项目一起保存,设计会以构建时的模式重新打开。积分值是整个元件的数值,也遵循这些模式。而各单面窗口(群延迟、电场、椭偏仪、导纳图与折射率剖面)则各自带有自己的正面 / 背面控制项,因为每一个都显示基底上孤立的单层镀膜。折射率剖面增加了一个总计选项,将正面镀膜、基底与背面镀膜作为一个连续的结构(n、k 随深度变化)剖面展开。

  • H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 5th ed., §2.6.4(将镀膜基底的两面非相干地组合)。