宽带监控仿真器
宽带监控仿真器（Broadband Monitoring Simulator，简称 BBM） 是一个 6 页向导，用于模拟当你的设计被实际沉积并由腔体内的宽带分光光度计实时监视时会发生什么。它会以贴近真实的沉积速率抖动、每种材料的折射率漂移以及信号噪声逐层生长镀膜，让模拟的监控器决定每一层何时切断，然后将制备出的光谱与理论光谱并排显示，让你看到该设计在生产中的表现如何。
你在前 4 页设置沉积条件，在第 5 页运行一次计算制造实验并像看电影一样来回拖动播放，最后在第 6 页读取结果性能。
向导每页讲解一个主题。
第 1 页：沉积速率。 对每种材料，设置平均速率（nm/s）、RMS 速率波动，以及控制速率漂移快慢的相关时间。预览会显示一条示例的速率-时间曲线；按 Randomize（随机化） 可重新抽取一条。速率在每一层内按扫描间隔起伏（如预览所示），并延续到同一材料的下一层。相关时间为 0 时，速率噪声在厚度中完全平均掉。
第 2 页：参数偏差。 对每种材料，给真实折射率添加一个系统性和随机偏移，以及一个系统性不均匀性。下方表格允许你将个别层排除在监控之外（此时它们仅按时间切断），并为每一层额外指定一个相对厚度误差。快门延迟（平均值和 RMS，单位为秒）用于模拟切断决策与快门实际关闭之间的滞后。
第 3 页：监控系统。 选择被测量和偏振态（T 或 R，s/p/平均）、入射角、光谱读数之间的扫描间隔，以及监控波段（λ 最小值、λ 最大值和点数）。监控片玻璃是监控所观察的监控片：默认与设计基底相同，另选材料后监控信号就落在该玻璃上，用于监控片与工件不是同一种玻璃的情况。预览会显示标签条中所选层的理想监控信号。
第 4 页：信号误差。 给监控信号添加随机噪声（信号百分比）和缓慢的基线漂移。预览会显示所选层的含噪信号。
第 5 页：沉积仿真。 按 Start（开始） 运行一次完整的制造实验。随后镀膜会在交互式时间轴上逐层回放（播放/暂停、速度、拖动、层刻度）。柱状图比较当前层的估计、实际和目标厚度；光谱图显示理论引导曲线（末端、80%、90%）与制备曲线的对比。一层切断后，其估计柱是监控认为已沉积的厚度；除非切断滞后，它就等于目标厚度。
第 6 页：结果性能。 标签页显示制备 vs. 理论光谱、每一层的相对和绝对厚度误差条，以及制备后的厚度和折射率表格。
监控如何切断一层。 从一层计划时间的 60% 起，监控对每次扫描拟合正在生长的这一层的厚度。每次拟合先以比监控波段干涉条纹更细的步长扫过从零到目标三倍的整个范围，然后再细化，因此不需要初始猜测，并落在拟合最好的条纹上，而不是最近的条纹上。一个跟踪器根据这些拟合跟踪该层的厚度和速率，按每次扫描对厚度的约束程度给该次拟合加权；当跟踪到的厚度达到目标时快门关闭，必要时在两次扫描之间关闭。没有噪声时，无论扫描间隔多大，每一层都恰好停在目标上。每次拟合都基于监控自己对下方各层的估计，而不是腔体实际沉积的结果，因此一层的误差会像在真实腔体中那样带入后续各层的拟合。被排除的层以其目标厚度进入这个模型。
被沉积的镀膜面，以及结果光谱的评分方式，遵循设计编辑器中设置的表面模式，并在窗口上以徽标显示。腔体内监控信号按整片监控片读取：正面生长中的镀层与裸露的背面按非相干方式叠加，正如对准腔体的分光光度计实际看到的方式。n = 1.52 的裸片读数为 91.8 %，而不是仅镀膜面的 95.7 %。监控片悬在腔体内，因此无论设计嵌在何种介质中，监控信号都按镀层上方为空气来读取。
第 6 页就是结论。如果制备曲线紧贴理论曲线且误差条很小，说明该设计对你所设置的监控条件具有鲁棒性。某一层出现较大的厚度误差，表明该层在所选择的波长或策略下难以监控，是改用不同监控波长、更严格的速率控制，或更具容差性的重新设计的候选对象。由于每次运行都使用全新的随机抽样，请运行几次（或重新运行第 5 页）以观察结果的分布范围，而不是只相信单次实现。
- Tikhonravov & Trubetskov, Appl. Opt. 44, 6877 (2005)，将计算制造作为设计与生产之间的桥梁。
- H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 5th ed., Ch. 12.