操作数参考
评价函数编辑器表格中的每一行都是一个操作数。先在速查表中找到操作数,再阅读它所在的小节。粗体名称是该行获得焦点时表格显示的列标题。各行如何合成评价函数、最坏情况行与峰谷波长行如何搜索其波段、波段如何采样,在操作数之后说明。
| 类别 | 操作数 |
|---|---|
| 单波长 | T R A TDB |
| 波段平均 | TAV RAV AAV |
| 光谱目标 | TGT RGT AGT |
| 加权积分 | TIW RIW AIW |
| 波段内的最坏情况 | TMN TMX RMN RMX AMN AMX TDBMN TDBMX RDBMX ODMN |
| 峰或谷的波长 | MXWT MXWR MXWA MNWT MNWR MNWA |
| 曲线 | MCURVE PPEF |
| 椭偏 | PSI DEL TANPSI COSDEL |
| 相位与色散 | PR PT DPR DPT GD GDT GDD GDDT TOD TODT 以及各 *FLAT 行 |
| 电场 | EFMX |
| 对其他行的数学运算 | OPGT OPLT OPVA ABSO ABGT ABLT DIFF SUMM PROD |
| 厚度与应力 | TT STR MNT MXT |
| 表格控制 | BLNK DMFS |
| 列 | 内容 |
|---|---|
| 类型 | 操作数代码。 |
| λ / 膜层、终止 * | 定义该操作数的两个值。它们的标题随行而变:单波长为 λ,波段为 λ 起 与 λ 止,加权积分为 积分,膜层范围为 膜层 1 与 膜层 2,比较为 比较,引用其他行为 操作数#、操作数#1 与 操作数#2,PPEF 行为 曲线,注释为 注释。短横线表示该行不使用此单元格。 |
| 入射角 (°) | 入射介质中的入射角。 |
| 偏振 | s、p 或 avg,即均值 (Cs + Cp)/2。 |
| 标志 | 在接受它的行上标题为 步长。在寻峰的行上,它设定在波段上搜索的精细程度(寻找峰或谷);在波段平均、光谱目标、加权积分或 *FLAT 行上,它设定其网格的最大步长(波段采样)。其他行显示短横线。 |
| 目标 | 该行被驱向的值,或它必须保持在内的边界。T、R 与 A 以百分比输入。 |
| 权重 | 该行所占的分量。 |
| 当前 | 设计当前状态下该行的值。 |
| 占 MF² 的 % | 该行在评价函数根号下平方和中所占的份额。评价函数不为零时,各份额之和为 100 %。 |
列标题跟随获得焦点的单元格所在的行;若无,则跟随唯一选中的行;再无,则跟随第一行。表格为空或焦点在 DMFS 行上时,标题为 λ / 膜层、终止 * 与 标志。
将鼠标悬停在 占 MF² 的 % 单元格上,可看到该行以其自身单位距离目标多远:当前 − 目标,膜层约束为 余量,值本身就是偏差的行为 RMS 偏差。单边行已满足、不计分时,这个数值仍会显示。被禁用的行、没有值的行与权重无效的行,该单元格显示短横线;只要有任何启用的行显示 错误,所有 占 MF² 的 % 单元格都显示短横线。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
T |
λ 处的透射率。目标以百分比表示。 |
R |
λ 处的反射率。目标以百分比表示。 |
A |
λ 处的吸收率。目标以百分比表示。 |
TDB |
λ 处以 dB 表示的透射率,10·log₁₀ T,因此损耗读数为负。目标以 dB 表示;新行从 0 dB 开始。 |
这四种都读取 入射角 (°) 与 偏振。较早的设计中可能有 TS、TP、RS、RP、AS 与 AP,偏振写在代码里;它们仍会被评估,偏振单元格变暗,但类型选择器不再提供它们。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
TAV |
从 λ 起 到 λ 止 的透射率均值。目标以百分比表示。使用 步长。 |
RAV |
波段上的反射率均值。 |
AAV |
波段上的吸收率均值。 |
均值在波段网格上按梯形法则计算,因此两端的点各计一半,与对波段求积分一致。一个目标设定平均电平;若要在每个波长上设目标,请使用光谱目标。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
TGT |
T 偏离一条从 λ 起 到 λ 止 的直线目标的 RMS 偏差。目标以百分比保存这条线的两端,写作 start→end,输入时可写 start->end:50→50 是平坦的 50 % 线,0→100 是斜坡。只输入一个数时,这条线是平的。使用 步长。 |
RGT |
对 R 的同样计算。 |
AGT |
对 A 的同样计算。 |
当前显示 RMS 偏差,残差就是这个值,因此优化器把它推向零。运行中,波段网格上的每个采样点各自作为一个残差。这些行适用于分束器与渐变滤光片。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
TIW |
以 光源(λ)·探测器(λ) 为权重、在波段上平均的 T,Σ wᵢ·Tᵢ / Σ wᵢ。积分选择一个已保存的预设,例如 Tvis(D65 与明视觉)或 Tsol(AM1.5G),它设定光源、探测器、波段与通道:在 TIW 行上选择 Rvis 会把它变为 RIW 行。目标以百分比表示。使用 步长。 |
RIW |
对 R 的同样计算。 |
AIW |
对 A 的同样计算。 |
波段属于预设,因此 终止 显示短横线。新行从 400-700 nm、D65 与明视觉开始,未选择预设,此时单元格显示这一设置而不是预设名称。预设来自积分值工具。
波段内的最坏情况
Section titled “波段内的最坏情况”| 名称 | 说明 |
|---|---|
TMN |
从 λ 起 到 λ 止 的最低 T。保持 T ≥ 目标,以百分比表示。 |
TMX |
波段上的最高 T。保持 T ≤ 目标。使用 步长。 |
RMN |
波段上的最低 R。保持 R ≥ 目标。使用 步长。 |
RMX |
波段上的最高 R。保持 R ≤ 目标。 |
AMN |
波段上的最低 A。保持 A ≥ 目标。 |
AMX |
波段上的最高 A。保持 A ≤ 目标。使用 步长。 |
TDBMN |
波段上以 dB 表示的最低 T。保持 T ≥ 以 dB 表示的目标,即插入损耗;新行从 −0.5 dB 开始。 |
TDBMX |
波段上以 dB 表示的最高 T。保持 T ≤ 以 dB 表示的目标,即隔离度或截止电平;新行从 −30 dB 开始。使用 步长。 |
RDBMX |
波段上以 dB 表示的最高 R。保持 R ≤ 以 dB 表示的目标,即减反射膜的回波损耗;新行从 −30 dB 开始。 |
ODMN |
波段上的最低光密度 D = −log₁₀ T,即 T 最高之处。保持 D ≥ 目标;新行从 3 开始。使用 步长。 |
该值是波段上真正的最高点或最低点,无论它多窄,按寻找峰或谷中所述的方法找到。在最坏情况违反规格之前,该行不计分。在没有任何吸收的设计上,AMN 或 AMX 行读数为 0。
为什么以 dB 计分。 按线性 T 计算时,保持在 0.1 % 的阻带对最小二乘评价函数几乎没有贡献,因此 −30 dB 差了十倍,在通带纹波旁边也看不出来。使用 dB 与光密度行的单位尺度后,每一行的得分是其偏差在 T 或 R 中所代表比值的自然对数。于是同样倍数的偏差在任何电平上代价相同。在 T = 1 附近,小偏差的代价与 T 行相同。20 dB 与 30 dB 在评价函数中的距离也与在规格中一样远。
下限。 低于 10⁻¹⁵ 的 T 或 R(−150 dB,OD 15)按 10⁻¹⁵ 计,低于它时该行不再引导优化。没有任何规格会接近这个下限。
在光学评估中,dB 与光密度目标画在其所代表的电平上(−30 dB 即 0.1 %),任何纵轴单位均如此:TDB 为点标记,波段行为覆盖其波段的水平线。它们可以像其他目标一样拖动,拖动后的电平以 dB 或 OD 写回。ODMN 目标是 T 目标,因此会显示在 OD 轴上。
峰或谷的波长
Section titled “峰或谷的波长”| 名称 | 说明 |
|---|---|
MXWT |
从 λ 起 到 λ 止 最高 T 所在的波长。目标以 nm 表示;新行从波段中点开始。使用 步长。 |
MXWR |
波段上最高 R 所在的波长。 |
MXWA |
波段上最高 A 所在的波长。使用 步长。 |
MNWT |
波段上最低 T 所在的波长。 |
MNWR |
波段上最低 R 所在的波长。使用 步长。 |
MNWA |
波段上最低 A 所在的波长。 |
该值是一个波长,而不是 T、R 或 A。用这些行把峰或陷波固定在某个波长上。5 nm 的偏差与 T 行上 1 % 的偏差分量相当。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
MCURVE |
曲线块:设计相对一组实测点或目标点的 RMS 偏差,以曲线块自身的通道计,即以百分比表示的 T、R 或 A、以 dB 表示的 T、Ψ 或 Δ。由实测光谱或实测椭偏中的 拟合… 以及向导的曲线目标写入;类型选择器不提供它。只有 权重 与启用勾选可以更改。 |
PPEF |
相对 曲线 中所选曲线块的峰峰误差:在曲线块的每个点上 EF(λ) = C_target(λ) − C_design(λ),两者都以 dB 表示,C 为曲线块的通道,该行的值是 max EF − min EF。保持该跨度 ≤ 目标,以 dB 表示;新行从 0 dB 开始。 |
曲线块在 λ 起、λ 止、入射角 (°) 与 偏振 中显示其波段、角度与偏振,目标 显示短横线。水平自由的曲线块先去掉拟合最好的常数偏移,只评价形状。运行中,曲线块变为每个点一个残差,各点平分曲线块的权重。
增益平坦滤光片的规格是它相对目标损耗曲线的误差,而不是它自身的透射率,PPEF 衡量的正是这个误差。设计与目标处处相差同样的 dB 数时得分为零:这个常数是插入损耗,数据表上单列一行。规格说明窗口通过同一行把这个数值作为检查项给出。
该行读取曲线块的波长、角度与偏振,因此它的 入射角 (°) 与 偏振 显示短横线。曲线块可以是以百分比表示的 T、R 或 A 曲线,或以 dB 表示的 T 曲线;若只作对照用,可设权重为 0;Ψ 或 Δ 曲线块会被拒绝。删除曲线块会同时删除该行;曲线块缺失或被关闭时,该行显示 错误。综合工具不使用该行,因为它的斜率只来自最差的两个波长,会让搜索停滞,它们改为拟合曲线块。若曲线块的权重小于读取它的各行,综合工具按这些行的合计权重拟合它。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
PSI |
λ 与 入射角 (°) 处的椭偏 Ψ,来自 ρ = r_p / r_s = tan Ψ · e^{iΔ},0° 到 90°。新行从 45° 开始。 |
DEL |
λ 与 入射角 (°) 处的椭偏 Δ,0° 到 360°。新行从 180° 开始。 |
TANPSI |
tan Ψ。新行从 1 开始。 |
COSDEL |
cos Δ,−1 到 1。新行从 0 开始。 |
Ψ 与 Δ 使用两种偏振,因此 偏振 不起作用。这些行对正面镀膜计分;设计的表面模式为仅背面时,对背面镀膜计分。新的 DEL 行采用椭偏仪记录、椭偏仪评估窗口默认显示的 Azzam–Bashara 约定读取 Δ。早期版本保存的设计中的 DEL 行读取 360° − Δ,并继续这样读取,因此设计的得分与原来相同;把该窗口的 Δ 约定 设为 360° − Δ,即可读到与这类行相同的数值。每一行都记录自己的约定,API 的 setMerit 以 deltaConvention 接收:'azzam' 或 'reversed'。COSDEL 在两种约定下相同。要拟合实测的 Ψ/Δ 曲线对,请在实测椭偏中生成目标,每个通道作为一个曲线块保存,并带有自己的约定。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
PR, PT |
λ 处反射或透射振幅的相位,以度表示。 |
DPR, DPT |
λ 处反射或透射的 p 减 s 相位差,以度表示。 |
GD, GDT |
λ 处反射或透射的群延迟,以 fs 表示。 |
GDD, GDDT |
λ 处反射或透射的群延迟色散,以 fs² 表示。 |
TOD, TODT |
λ 处反射或透射的三阶色散,以 fs³ 表示。 |
GDFLAT, GDTFLAT |
λ 起 与 λ 止 之间群延迟偏离 目标 的 RMS 偏差,以 fs 表示。使用 步长。 |
GDDFLAT, GDDTFLAT |
波段上 GDD 偏离 目标 的 RMS 偏差,以 fs² 表示。使用 步长。 |
TODFLAT, TODTFLAT |
波段上 TOD 偏离 目标 的 RMS 偏差,以 fs³ 表示。使用 步长。 |
偏振选择 s 或 p;avg 取二者的均值,p 减 s 的行除外。每个值都来自恰好在所请求波长处的复振幅,与群延迟 / GDD 窗口的计算相同。新行从目标 0 开始。相位偏差沿圆周按较短的方向计算。在 *FLAT 行上,当前显示波段达到的电平,即波段网格上的梯形加权均值,因此可以直接与目标对照;评价函数计分所用的 RMS 偏差在 占 MF² 的 % 单元格的提示中。
这些行对正面镀膜计分;设计的表面模式为仅背面时,对背面镀膜计分。没有针对整个元件的相位行:在总计评价模式下,R 与 T 行对完整元件计分,而同一表格中的相位行继续对那一层镀膜计分,评价函数编辑器与精炼窗口会在表格上方说明这一点。若某个相位行的波长超出任一材料模型标明的范围,该行没有值:当前 显示 错误,该行的提示指出是哪种材料,并且在每个启用的行都有值之前,评价函数与精炼都不可用。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
EFMX |
λ 与 入射角 (°) 处正面镀膜内任意位置归一化 |E|² 的峰值;设计的表面模式为仅背面时,取背面镀膜内的峰值。偏振选择 s 或 p;avg 取 s 与 p 电场均值的峰值,即电场评估窗口在 avg 下画出的曲线。新行从目标 0 开始,因此它降低峰值电场,这是提高激光损伤阈值的常见目标。 |
对偏振激光,把偏振设为光束的偏振:斜入射时两种偏振的电场不同,它们的均值可能远低于较大的那个。EFMX 行会让每一步优化变慢:它的斜率用有限差分求得,只要它在评价函数中,其他各行的斜率也都改用有限差分。
对其他行的数学运算
Section titled “对其他行的数学运算”| 名称 | 读取 | 值 | 保持 |
|---|---|---|---|
OPGT |
操作数# | ref | ref ≥ 目标 |
OPLT |
操作数# | ref | ref ≤ 目标 |
OPVA |
操作数# | ref | ref = 目标 |
ABSO |
操作数# | |ref| | |ref| = 目标 |
ABGT |
操作数# | |ref| | |ref| ≥ 目标 |
ABLT |
操作数# | |ref| | |ref| ≤ 目标 |
DIFF |
操作数#1、操作数#2 | ref1 − ref2 | 值 = 目标 |
SUMM |
操作数#1、操作数#2 | ref1 + ref2 | 值 = 目标 |
PROD |
操作数#1、操作数#2 | ref1 · ref2 | 值 = 目标 |
数学行读取另一行的值,而不是由镀膜计算出一个值。它的目标采用被读取行的单位;被读取的行全部是 T、R 或 A 行时,以百分比显示。入射角 (°) 与 偏振 显示短横线:读取的值是在另一行的角度与偏振下算出的。优化器由数学行所读取各行的斜率求得它的斜率。数学行若直接或经由另一数学行读取 EFMX 行,或读取水平不自由的曲线块,会让每一步优化变慢:它的斜率用有限差分求得,只要它在评价函数中,其他各行的斜率也都改用有限差分。
引用单元格按当前行号与类型列出各行,例如 #4 TMN。链接保存的是行本身,而不是它的编号,因此插入、删除或移动行都不会使其断开。删除一行时,读取它的数学行也一并删除。引用的行已不存在时(例如从别处加载的评价函数),显示红色的 (已删除)。读取被禁用、缺失或没有值的行,或处在引用环上的行,没有值:当前 显示 错误,修正之前评价函数无法计算。
规格说明窗口中的 生成评价函数 会为每个 ≥ 或 ≤ 规格写入一个权重为 0 的测量行(TAV、TMN 等),以及一个读取它的 OPGT 或 OPLT 行,因此表格读作“目标 99 %,值 99.5 %”。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
TT |
被优化镀膜的膜层厚度之和,包括锁定的膜层,以 nm 表示。比较 设定 ≤、≥ 或 =;新行按 = 比较,从 1000 nm 开始。在对称模式下只对正面堆栈求和。 |
STR |
镀膜施加于基底的单位宽度力,Σ σ_l·d_l,以 N/m 表示。比较 设定 ≤、≥ 或 =;新行从 = 0 N/m 开始,即平整的基底。 |
MNT |
从 膜层 1 到 膜层 2 中最薄的膜层。保持它 ≥ 目标,以 nm 表示。 |
MXT |
从 膜层 1 到 膜层 2 中最厚的膜层。保持它 ≤ 目标,以 nm 表示。 |
膜层的编号与设计编辑器相同,第 1 层紧贴基底。两面独立优化时,先数正面各层,再数背面各层,每一面都从基底向外计数。范围被限制在堆栈之内,新的 MNT 或 MXT 行覆盖第 1 到 1000 层,因此会持续覆盖综合所添加的膜层。不包含任何膜层的范围没有值,评价函数会跳过它。MXT 行是膜层厚度唯一的上限:没有它,优化器会让膜层按评价函数的需要一直加厚。
这四种行不计入 OMF,也不参与综合的搜索。针式(自动与手动)不使用 MNT 与 MXT,并让膜层保持在它自己的最小厚度之上;TT 或 STR 行保留在针式的精炼步骤中,但不参与它寻找插入位置的搜索。深度合成与结构优化器不使用 MNT 与 MXT,而是把其中最严格的各自作为每一层的下限与上限;结构优化器在判断是否接受改动时所用的评价函数中保留 TT 与 STR。渐进演化与精炼把这四种行都保留在评价函数中。
镀膜会拉扯它所附着的基底,厚度不足以忽略这种拉力的基底就会弯曲。造成这种弯曲的单位宽度合力为
F = Σ σ_l · d_l (N/m,即 MPa·µm)对各膜层求和,背面镀膜取负号,因为它的拉力方向相反。STR 把这个合力纳入评价函数,使基底弯曲成为优化器可以控制的量,而不是第一批工件下机后才发现的问题。**目标为 0 即零挠度条件:**压应力膜与张应力膜相互平衡的镀膜会让基底保持平整。
每层膜的应力取自其材料记录,位于材料编辑器的「力学」选项卡,而不是该行本身。STR 唯一必需的数据是以 MPa 表示的本征应力(张应力为正),这正是晶圆弯曲测量所给出的量。未给出本征应力的材料不作贡献,评价函数表会把它列出来,因此空白记录绝不会被当作无应力薄膜。
如果材料还给出了杨氏模量、泊松比与膨胀系数,并且设计中带有在应力窗口中设定的应力温度(缺少的一个按 20 °C 计),就会加入两个热应力项。一项修正应力是在材料的参考温度而非沉积温度下测得这一点;未给出参考温度的材料按在沉积温度下测得处理。另一项是基底给出膨胀系数时,在沉积温度与评估温度之间与基底的膨胀失配。这里的沉积温度指薄膜生长时基底的温度。
哪些镀膜参与计算取决于设计的评估模式,与所有分析窗口一致:开启“忽略另一面”时只算当前面,否则两面都算。在对称模式下,镜像的背面镀膜与正面精确抵消,因此无论膜层如何变化该行都为零,评价函数表会给出提示。
残差是原始的 N/m,评价函数加上的是权重乘以其平方,因此权重为 10⁻⁵ 时 1 N/m 的偏差,与权重为 1 时 0.3 % 的反射率偏差分量大致相当。
| 名称 | 说明 |
|---|---|
BLNK |
注释行:注释 中的自由文本,没有值。 |
DMFS |
向导所生成的块的标题,附有描述该块的一行文字。没有值。 |
在评价函数编辑器或精炼窗口中添加的行从 BLNK 开始,因此在你选择类型之前它不会计分。
各行如何合成评价函数
Section titled “各行如何合成评价函数”评价函数为
MF = √( Σ wᵢ · (rᵢ / σᵢ)² / W )其中 wᵢ 是该行的权重,rᵢ 是其残差,σᵢ 是其单位尺度。W 是所有有值的行的权重之和,MNT、MXT、TT 与 STR 除外;只有当其他有值的行权重合计为零时,这四种行的权重才计入。被禁用的行、注释行与没有值的行不计入任何部分。旁边的 OMF 是去掉 MNT、MXT、TT 与 STR 行之后的同一求和。
| 残差 | 行 | rᵢ |
|---|---|---|
| 等式 | T R A TDB、波段平均、积分、MXW* MNW*、PSI TANPSI COSDEL、GD GDD TOD 及其透射形式、EFMX、OPVA ABSO DIFF SUMM PROD |
值 − 目标 |
| 圆周上的等式 | DEL PR PT DPR DPT |
值 − 目标,沿圆周按较短方向取,−180° 到 180° |
| 下限 | TMN RMN AMN TDBMN ODMN OPGT ABGT MNT |
值低于目标时为 目标 − 值,否则为 0 |
| 上限 | TMX RMX AMX TDBMX RDBMX OPLT ABLT MXT PPEF |
值高于目标时为 值 − 目标,否则为 0 |
| 按 比较 单元格 | TT STR |
≤ 为上限,≥ 为下限,= 为等式 |
| 偏差 | TGT RGT AGT、各 *FLAT 行、MCURVE |
RMS 偏差,即 当前 显示的值;*FLAT 行的 RMS 偏差在提示中 |
已满足的单边行残差为零,不牵引任何参数,但除 MNT、MXT、TT 与 STR 外,它的权重仍计入 W。因此它会降低 MF 读数:偏差 0.1 的 T 行单独计分为 0.1,旁边加上一个权重相同、已满足的 TMN 行后为 0.0707。
每个残差除以 σ,使不同单位的行处于同一尺度,权重因此只表示重要程度而不涉及单位。
| 行 | σ | 计分为 0.01 的偏差 |
|---|---|---|
各种 T、R 与 A 行、TANPSI、COSDEL、EFMX |
1 | T、R 或 A 中的 1 % |
MXW* MNW* |
500 nm | 5 nm |
TDB TDBMN TDBMX RDBMX PPEF |
10/ln 10 ≈ 4.343 dB | 约 0.04 dB,即 T 或 R 变化 1 % |
ODMN |
1/ln 10 ≈ 0.4343 | 约 0.004 |
PSI |
10° | 0.1° |
DEL |
20° | 0.2° |
PR PT DPR DPT |
180° | 1.8° |
GD* GDD* |
50 fs、50 fs² | 0.5 fs、0.5 fs² |
TOD* |
500 fs³ | 5 fs³ |
MCURVE |
其通道的 σ | |
TT STR MNT MXT |
1,以 nm 或 N/m 计 | 0.01 nm 或 0.01 N/m |
| 数学行 | 所读取行的 σ |
数学行采用所读取行的 σ,因此读取 MXWT 行的 OPLT 对偏差的计分,与该 MXWT 行在同一目标下完全相同。DIFF 与 SUMM 读取的两行 σ 相同时采用该 σ;两行 σ 不同时保持为 1。PROD 采用两个 σ 的乘积。厚度与应力行按原始值计分,因此被违反的制造边界会最先被修正。
最坏情况行与 MXW* / MNW* 行报告波段上真正的最高或最低值,而不是一组采样点中最好的那个。一行要么寻找 T、1 − R 或 A 的峰(窄共振或漏光可能藏在那里),要么寻找谷:
| 寻峰 | 寻谷 |
|---|---|
TMX RMN AMX TDBMX ODMN MXWT MNWR MXWA |
TMN RMX AMN TDBMN RDBMX MNWT MXWR MNWA |
寻峰的行从一个均匀网格开始,其步长由 步长 标志设定;寻谷的行从 13 个点开始。在厚镀膜上,两种网格都会加密到每个干涉条纹三个点,并且与波段网格一样,在运行开始时按设计确定。网格显示出的每个峰或谷都会被尝试,决定该行取值的那一个随后被精确求出,波段两端也会被检查,因此结果与采样点落在何处无关。
| 步长 | 1 或空 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 网格步长 | 1 nm | 0.1 nm | 0.01 nm | 0.001 nm |
步长只决定能否把相距很近的两个峰区分开。相距不到约两个步长的两个峰,例如双腔滤光片分裂的顶部,可能被读作一个峰,而且不一定是较高的那个。若波段中有这样的一对峰,请提高步长。每提高一级,波段上的采样密度增加十倍,该行的耗时也相应增加。
规格说明窗口中的检查在其被评估的任何地方都以自身的步长搜索或采样其波段,也就是 生成 MF 写入其行的标志:该窗口、报告的技术规格判定区块、镀膜库中的指标、蒙特卡洛良率以及公差工具中的规格徽标。FWHM 或边缘 λ 检查没有评价函数行,它沿以自身步长扫描的波段从峰向外查找,先框定电平的每个交点,再用二分法求出交点,因此其值在任何步长下都是精确的;步长只决定找到哪个峰,以及能否看到峰与交点之间的谷。窗口在优化运行期间实时更新时以默认步长读取所有检查,运行停止后恢复各自的步长。状态栏监控项以 0.1 nm 搜索和扫描。
波段平均、光谱目标、加权积分与各 *FLAT 行在波段上的均匀网格上采样。网格随镀膜而定:其步长为波段短波端条纹间距 λ²/(2G) 的八分之一,其中 G 是镀膜的光学厚度,按群折射率 n − λ·dn/dλ 计算(在 n 更大处取 n);两面都有镀膜时,两层镀膜的厚度相加。网格至少 101 个点,且没有上限,因此优化器无法靠把干涉条纹移到采样点之间的空隙来降低评价函数。
波段行的 步长 标志设定其网格可取的最大步长;该行取这一步长与条纹网格中较细的一个。
| 步长 | 空 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|---|
| 网格步长不超过 | 条纹网格 | 1 nm | 0.1 nm | 0.01 nm | 0.001 nm |
条纹网格跟随镀膜的干涉条纹,但腔的通带宽度约为一个条纹间距除以腔的精细度,因此网格可能直接跨过通带,跨越它的波段平均或目标会读得与其真实值相差很远。在这样的波段上,请设定比通带窄几倍的步长:十七层的 TiO2/SiO2 单腔滤光片需要步长 2,三十三层的需要步长 3。每提高一级,波段上的采样密度增加十倍,该行的耗时也相应增加。
评价函数编辑器与精炼窗口的评价函数表格、设计清理器、针法手动以及每次优化器运行,都按设计确定网格大小。精炼在整个运行中保持该网格不变;综合运行则随设计变大而扩大网格。规格说明窗口与镀膜库的波段数值使用与评价函数表格相同的网格。其他报告波段平均的视图保持 2 nm 步长,因此在厚镀膜上,它们给出的数值可能与评价函数表格中的略有不同。
每次运行开始时,会检查每个光谱目标行(TGT、RGT、AGT)中是否有高度至少 2 %、宽度小于其网格步长的峰或谷。若有,该行的采样会加密到能在最窄的此类特征上放下四个点,整个波段最多 2001 个点。评价函数表格不做这一步,因此运行中这样的行计分可能与表格略有不同。
- H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 5th ed.:§2.6.4 说明双面系统;第 3 章(自动设计)说明评价函数。
- B. T. Sullivan, J. A. Dobrowolski, “Implementation of a numerical needle method for thin-film design,” Appl. Opt. 35, 5484 (1996)。
- C. A. Klein, “Normal and interfacial stresses in thin-film coated optics: the case of diamond-coated zinc sulfide windows,” Opt. Eng. 40, 1115 (2001):式 (14) 给出薄膜合力,式 (34) 给出
STR目标为 0 时所要求的零挠度条件。