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规格说明

规格说明窗口将你的设计要求保存为一组 PASS/FAIL(通过/失败)限定符:“在 450–650 nm 上平均 T ≥ 99 %”、“在 550 nm 处 R ≤ 0.5 %”、“不超过 30 层”,等等。它是镀膜必须满足的、人类可读的契约,与优化器最小化的评价函数分开保存。每个限定符都带一个容差来回答一个是/否问题,一个按钮将整个列表转换为评价操作数,以便你能够精确地朝着你所指定的内容进行优化。

每一行都针对活动设计进行评估,并在每次更改时重新计算,显示逐行判定与顶部的整体 PASS/FAIL 徽标。

每个寻峰或采样波段的检查都有一个步长,即它所对应的评价函数行的标志,生成 MF 会把同一步长写入该行,因此检查与该行读出同一个数值:

  • 峰上的最小 / 最大或中心 λ(T 或 A 的最大值、R 的最小值):搜索波段所用的步长,默认 1 nm,也可选 0.1、0.01 或 0.001 nm。相距不到约两个步长的峰可能被读作一个。谷上的检查按设计的干涉条纹搜索,没有步长。参见寻找峰或谷。
  • T / R / A 平均与积分:波段网格的最大步长。自动按设计的干涉条纹取网格,至少 101 个点(波段采样);设定步长用于跨过窄通带的波段,干涉条纹网格可能跨过它。
  • FWHM 与边缘 λ:扫描波段所用的步长,默认 1 nm,整个波段至少 301 个采样点;在峰上它也是寻峰的步长,而谷按设计的干涉条纹求出。水平的每个交点都在采样点之间用二分法精确求出,因此步长只决定找到哪个峰,以及能否看到峰与交点之间的窄特征。它们没有评价函数行。

同一步长也用于报告、镀膜库、蒙特卡洛良率以及公差工具中的规格徽标。在宽波段上使用细步长,会使其中每一项以及使用该评价函数的每次优化运行变慢:以 0.01 nm 计算几百纳米的波段,每项检查不到一秒,以 0.001 nm 则需要几秒。蒙特卡洛良率与公差徽标在窗口自身的线程之外计算,窗口保持响应;徽标先立即显示按默认步长读取的数值并加上 ≈,直到按检查自身步长的数值算出。优化运行期间,徽标等运行停止后才按检查自身的步长读取;在入射锥角下,徽标在分析线程算出数值后才显示。规格说明窗口先以默认步长立即显示每项检查,分析线程按检查自身的步长算出后再替换;窗口在优化运行期间实时更新时保持默认步长,直到运行停止。检查自带步长、而数值是按默认步长读取时,该数值会以淡色显示,并在前面加上 ≈。

种类 询问 单位
λ 处的 T / R / A 单波长下的通道值与目标值比较。 %
T / R / A 平均 波长范围内的带平均通道值。 %
最小 / 最大 一个通道在带上的最坏情况极值(捕捉尖峰)。 %
积分 源 × 探测器加权度量(例如 T_vis、T_sol)。 %
中心 λ 通带或边缘特征的中心波长。 nm
FWHM 一个特征在半高处的全宽。 nm
边缘 λ 通道穿过某个电平的波长(一个滤波边缘)。 nm
厚度预算 正面、背面或两面的总物理厚度。 nm
层数 正面、背面或两面的层数。 计数
相对曲线的峰峰误差 设计相对一条实测 T、R 或 A 曲线的误差的峰峰值,单位 dB。 dB

每一行只暴露适用于其种类的字段:

种类:上述限定符种类之一。通道选择 T、R 或 A(对于“在波长处”与“平均”种类固定)。λ / 带是单个波长或起始/结束范围。AOI 与 pol 设置光学种类的入射角与偏振。步长设置检查搜索或采样其波段的精细程度(见上文)。

比较与目标:实际的测试。你可以要求 ≥、≤、等式 = ± tol,或一个范围 ∈ [lo, hi],针对你输入的目标值(T/R/A 为百分比;几何种类为纳米或计数;峰峰误差为 dB)。

面:厚度预算或层数累加正面堆栈、背面堆栈(对称设计中为正面的镜像)或两面。新加入的检查从设计所镀的面开始;保存时未设定面的检查累加两面。

曲线:峰峰误差种类取设计在实测光谱中的一条曲线,代替波段、入射角与偏振;它在该曲线自身的点与条件下读取。这是增益平坦滤光片的规格所用的数值,即操作数参考中的 PPEF 操作数。生成 MF 会把该曲线以权重 0 的曲线块写入评价函数,再写入一行相对它的 PPEF 和比较行。

预设:放入一组为常见镀膜类型准备好的需求集,替换或追加到当前列表。你也可以将当前列表保存为你自己的可复用预设,并在之后加载回来。

每一行都带一个彩色判定:通过时为绿色与对勾,失败时为红色与叉号,并在目标旁显示测量值。顶部的横幅仅当每个活动行都通过时才变绿,并报告总数中有多少正在通过。一个失败的行会添加一行简短摘要,解释偏差所在。

对于阻带抑制,优先使用最小 / 最大(最坏情况)种类:一个带平均可能通过,而一个窄共振却会尖峰穿过它。一旦你的需求就位,生成 MF 会将它们作为 OPGT/OPLT 评价操作数写入设计中:每个规格变成一个测量行外加引用它的目标(≥ 或 ≤ 一个,范围或 = ± tol 两个,位于目标 − tol 与目标 + tol),检查通过时这些行恰好满足,因此精炼与综合工具直接朝着规格优化,并与它保持同步。优化运行会停在容差的边缘,而不是其中心;没有容差的等式写成位于其目标的测量行,但最小 / 最大或峰峰误差的等式例外:其行只计一侧,因此仍写成位于目标的一对。它写入的每一行都带有其检查的 步长 作为标志,因此评价函数与检查以同样方式读取该波段。位于优化器所处理镀膜上的 厚度预算(表面为正面或对称的设计的正面、表面为背面的设计的背面、两面时的两面)会写成一个 TT 行,范围或 = ± tol 则写成 TT 最小值与最大值两行。FWHM、边缘 λ、层数 以及位于其他面上的厚度预算没有评价函数行:列表中有这类检查时,生成 MF 旁的说明会列出它们,也会列出曲线不在设计中的峰峰误差检查,因为它写入的评价函数不包含它们。规格与设计一起保存在项目文件中。

  • H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 5th ed., Ch. 7(滤波规格:中心波长、FWHM、边缘)。