评价函数编辑器

评价函数编辑器是你告诉优化器“好”是什么样子的地方。设计应当达到的每个目标，以及对层堆栈的每条约束，都在此处以一组**操作数（operands）**的形式存在。每个操作数是优化器试图驱动至目标值的单个数字，而评价函数（MF, merit function）是各操作数偏离目标程度的加权均方根：

MF = √( Σ_i  w_i · residual_i²  /  Σ_i w_i )

权重 w_i 以线性方式进入。残差对于等式目标是 value − target，对于不等式或约束则是单边的 max(0, …) 项（因此一个已满足的约束会完全退出求和）。

波长值的残差首先被重新缩放到光学尺度，以免它们占据主导。MF 越小越好；优化器（精炼、针式与渐进演化）通过移动层厚度来减小它。

操作数类型

下表是一个快速导引。完整目录（每种类型、其参数、其输出值与单位，以及它如何形成残差）在操作数参考页面。

组	类型	输出
单波长光学	T R A	单波长处的 T/R/A
带平均	TAV RAV AAV	一个波段上的 T/R/A 均值
光谱目标	TGT RGT AGT	与一条平坦/斜坡线的偏差
加权积分	TIW RIW AIW	源 × 探测器加权均值
最坏情况	TMN RMN AMN TMX RMX AMX	T/R/A 的带极值
相位 / 场	PSI DEL TANPSI COSDEL PR PT DPR DPT GD* GDD* TOD* EFMX	相位、椭偏、色散、峰值 |E|²
极值波长	MXWT MXWR MXWA MNWT MNWR MNWA	极值所在的波长
数学（引用行）	OPGT OPLT OPVA ABSO ABGT ABLT DIFF SUMM PROD	由其他行派生
厚度	TT MNT MXT	总厚度 / 每层厚度
注释	BLNK DMFS	惰性

反射与透射目标通常由滤波型向导以成对行生成，这样优化器就无法用吸收来换取轻松的胜利。

设置

滤波型向导：在顶部，一组镀膜类别（增透 AR、高反 HR、带通、陷波、边缘滤波、斜坡）。选择目标，向导会填入合理的权重与操作数，供你随后精修。自定义目标类别生成单个用户指定的目标。选择一个通道（T/R/A）、一个比较（=、≤、≥）、一个值，以及一个波长范围，在所选偏振与入射角下，作为连续线、离散点或最坏情况边界。

操作数表格：每行一个操作数；可就地编辑任意单元格。类型单元格打开一个可搜索的选择器，操作数按类别分组（与设计编辑器的材料选择器相同的控件）。高级列设置每个操作数的权重、入射角、偏振，以及一个可选的表面模式覆盖。

约束：设置每层或每种材料的最小与最大层厚度边界（MNT/MXT）。一个边界可以被写成覆盖综合之后将添加的层。

MF 与 OMF

表头显示两个数字：

• MF：完整的评价函数，包含制造与厚度约束（MNT、MXT、TT）。
• OMF：光学评价函数：同样的 RMS，但只计入光学操作数（T/R/A 目标、带等），厚度约束被丢弃。

它们将普通 MF 混在一起的两个问题分开：光谱有多好？（OMF）对比 在遵守我的厚度限制的同时光谱有多好？（MF）。当 MF 高但 OMF 低时，光学性能没问题，是某个约束（过薄或过厚的层）在拖累你，而不是光学本身。

如何阅读它

每个操作数行显示其当前值与残差，因此你可以一眼看出哪些目标已满足、哪些在拉高评价函数。更大的权重使一个操作数占比更重；在 HR 设计上提高阻带权重是最常见的调整。

操作数列表随设计一起保存，并被每个优化器读取：精炼、针式、渐进演化与结构优化器。综合工具在构建堆栈时仅针对光学操作数进行优化，随后在精炼阶段强制执行厚度约束。一个好的最终顺序是：精炼，然后 Cleaner，然后再精炼。

参考文献

• A. V. Tikhonravov, M. K. Trubetskov, G. W. DeBell, “Application of the needle optimization technique to the design of optical coatings,” Appl. Opt. 35, 5493 (1996)。
• J. A. Dobrowolski, R. A. Kemp, “Refinement of optical multilayer systems with different optimization procedures,” Appl. Opt. 29, 2876 (1990)。