使用TFCalc編輯膜系的方法(簡(jiǎn)單).doc

使用TFCalc編輯膜系的方法（簡(jiǎn)易操作步驟）假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)反射率99.9%高反膜系（波長(zhǎng)10600nm）：條件：（1）基底材料：GaAs（2）膜料：ZnSe，YF3具體步驟：1 點(diǎn)擊TFCalc圖標(biāo)進(jìn)入其操作界面：圖中彈出對(duì)話框，要求輸入要編輯的文件名。因?yàn)槲覀兪且戮幠は担瑒t點(diǎn)擊“取消”按鈕，則只顯示如下界面：圖中自左到右的菜單名稱中文意思分別是：“文件”、“編輯”、“修改”、“運(yùn)行”、“結(jié)果”、“雜項(xiàng)”和“幫助”。點(diǎn)擊其中的任何一項(xiàng)將彈出其包含的菜單內(nèi)容。2點(diǎn)擊第一項(xiàng)“File”，彈出如下菜單項(xiàng)：左圖中的中文意思自上到下分別是：l 新建膜系文件l 重新打開膜系文件l 關(guān)閉膜系文件l 保存膜系文件l 以其他的文件名保存膜系文件l 恢復(fù)原始文件l 打印膜系l 打印設(shè)置l 退出TFCalcl 關(guān)于TFCalc3 點(diǎn)擊第一項(xiàng)“New Coating”彈出如下“編輯環(huán)境對(duì)話框”：上圖左邊圖中英文對(duì)應(yīng)的中文意思分別是：Angle角度Incident Medium入射介質(zhì)Substrate基底Front Layer基底前面Back Layer基底后面Exit Medium出射介質(zhì)在上圖的右邊框內(nèi)分別輸入：Reference Wavelength(參考波長(zhǎng))：1580Illuminate（光源）：WHITE（白光）Incident angle（入射角）：0.0Incident medium（入射介質(zhì)）：AIR（空氣）Substrate（基底）GaAs（砷化鎵）Thickness（厚度）mm1（一般不考慮基底材料的厚度）Exit medium（出射介質(zhì)）GaAs（如果是透視膜系，則出射介質(zhì)一般是空氣）Detector（探測(cè)器）：IDEA(理想探測(cè)器)First Surface（第一面）Front注：光源、基底材料、探測(cè)器應(yīng)該分別在Illuminate、substrate、detector庫(kù)中存在。這些庫(kù)可以增減。4 點(diǎn)擊下面的“Analysis Parameters”（分析參數(shù)）按鈕，彈出下面的對(duì)話框：因?yàn)楸纠覀兛紤]是入射角為0的條件，因此選中第一項(xiàng)的圓形無(wú)線電按鈕-Range of wavelengths（波長(zhǎng)范圍）（nm），其他的均不選。點(diǎn)擊OK按鈕，返回上一層對(duì)話框，再點(diǎn)擊OK按鈕，顯示如下的反射率與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖（該圖顯示的沒(méi)有鍍膜情況下，基底材料的反射率）：圖上方的英文字符列出了該圖成立的環(huán)境條件。現(xiàn)在我們可以進(jìn)入下一步具體的膜系結(jié)果設(shè)計(jì)，一般高反膜系的結(jié)構(gòu)是(HL)sH，其中s是大于0的正整數(shù)。5 點(diǎn)擊“Modify”菜單，彈出如下菜單選項(xiàng)：左邊菜單項(xiàng)從上到下對(duì)應(yīng)的中文意思是：l 環(huán)境l 膜堆公式l 前面層l 后面層l 組l 單一目標(biāo)l 連續(xù)目標(biāo)l 注釋l 可變材料l 環(huán)境l 材料l 基底l 光源l 探測(cè)器l 分布6 編輯膜系，有2種方法可以編輯膜系，下面我們分別介紹：（1）使用膜堆公式（a）選擇“Stack Fomula”，彈出如下膜堆公式窗口：圖中的英文意思如下：Enter the formula. The substrate is the left of the first layer：輸入公式，基底在第一層的左邊；Material（材料）：后面框內(nèi)輸入材料名稱Thickness：厚度：后面框內(nèi)輸入厚度值（四分之一波長(zhǎng)數(shù)），該值最好為大于0的正整數(shù)Optimize（優(yōu)化）：后面的框內(nèi)輸入“yes”或“No”Group（組）：后面的框內(nèi)輸入1下面的3個(gè)按鈕的意思是：Generate Layers：生成膜系，完成后點(diǎn)擊該按鈕將生成膜系中間是取消Clear formula：清除公式。點(diǎn)擊該按鈕將不保存已經(jīng)輸入的膜堆公式，否則將下次進(jìn)入該對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn)上次輸入的膜堆公式輸入膜堆公式，選擇H（高折射率材料）和L(低折射率材料)等參數(shù)后的對(duì)話框如下：如上圖所示，膜堆公式為(HL)8H，省略了G，完整的應(yīng)該是G(HL)8H，意思是：GHLHLHLHLHLHLHLHLH厚度選擇“7”是因?yàn)槲覀冊(cè)诃h(huán)境對(duì)話框中將參考波長(zhǎng)選擇為1580nm（已經(jīng)調(diào)好波長(zhǎng)值），最好是10600能整除的數(shù)，此地我們?cè)O(shè)為7，71580nm比較接近10600nm。如果發(fā)現(xiàn)不合適可以調(diào)整該值。點(diǎn)擊“generate layers”按鈕，生成膜系(b)選擇“modify”菜單中的第三項(xiàng)“Layer-Front”，彈出如下窗口：圖中顯示的是我們剛剛生成的膜系，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖下方滑動(dòng)框的空白處，可以看到該膜系一共17層。圖中的英文意思是：Layer：層；Material：膜料；QWOT：四分之一波長(zhǎng)數(shù)；Thickness(nm)：厚度（該厚度為物理厚度，與QWOT是相關(guān)的，二者的關(guān)系：n*d=，式中，n是膜層的折射率，d是膜層的物理厚度，是參考波長(zhǎng)，N是QWOT。例如我們來(lái)計(jì)算第一層：d=1150.74nm，與實(shí)際結(jié)果有偏差，可能是折射率數(shù)據(jù)或波長(zhǎng)不是四分之一相關(guān)的原因）Constran：強(qiáng)制；Needles：針優(yōu)化圖形最上方是二個(gè)選擇菜單（Options和More Options），其功能稍后再介紹。至此我們已經(jīng)完成了利用第一種方法膜系設(shè)計(jì)。（2）直接在Layer-Front窗口輸入數(shù)據(jù)（a）選擇“modify”菜單中的第三項(xiàng)“Layer-Front”，彈出如下窗口：（b）點(diǎn)擊該窗口上方的Options（選擇），則彈出如下菜單選項(xiàng)：圖中菜單選項(xiàng)自上到下的意思是：l 增加前面膜層l 刪除前面膜層l 打印前面膜層l 從拷貝前面膜層l 從附加前面膜層l 前面膜層順序倒轉(zhuǎn)l 合并前面膜層l 計(jì)算等價(jià)折射率l 計(jì)算等價(jià)膜堆l 顯示膜層總厚度l 從文件.從讀取膜層數(shù)據(jù)l 將膜層數(shù)據(jù)保存在文件中l(wèi) 將膜層數(shù)據(jù)保存在剪切板l 替代膜層數(shù)據(jù)（c）選擇菜單選擇項(xiàng)的第一項(xiàng)“Add Front Layers”彈出下面對(duì)話框：點(diǎn)擊“OK”，彈出Layer-Front窗口，在第一列中出現(xiàn)膜層數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是缺省數(shù)據(jù)，分別將光標(biāo)移動(dòng)要修改的位置，輸入正確的數(shù)據(jù)。（d）重復(fù)（c）操作多次，直至膜層達(dá)到17層；（e）點(diǎn)擊“show Thickness Totals”則彈出下面信息框：從左圖中我們可以知道膜層的厚度情況：ZnSe膜料層厚度：10350.30nmYF3膜料層厚度：15913.67nm總厚度：26263.97nm最薄層厚度：1150.03點(diǎn)擊“OK”返回。最終的結(jié)果與采用膜堆公式得出的結(jié)果相同。注意：（1） 當(dāng)所設(shè)計(jì)的膜層規(guī)律性比較強(qiáng)，并且層數(shù)較多，采用膜堆公式方法簡(jiǎn)單；當(dāng)膜層較少采用直接輸入方法就可以；（2） 當(dāng)所設(shè)計(jì)的膜系是增透膜系時(shí)，必須修改下面的內(nèi)容：進(jìn)入“modify”菜單，選第一項(xiàng)，將環(huán)境對(duì)話框中的出射介質(zhì)改為“AIR”；第二步選擇“Layer-Front”窗口上方的“Options”菜單的“Save Data in File”選擇項(xiàng)，彈出下面的對(duì)話框：輸入文件名并選擇目錄后點(diǎn)擊保存按鈕即可。第三步選擇“modify”菜單中的第三項(xiàng)“Layer-Back”，出現(xiàn)一個(gè)空白的基底后表面窗，選擇該窗口上方的“Options”菜單里的“Read Data From File”選擇項(xiàng)，從彈出的對(duì)話框中選擇你剛才保存的文件，點(diǎn)擊“打開”即完成操作。下面我們將要看看我們?cè)O(shè)計(jì)的高反膜系是否滿足要求。7 按鍵盤上的“F3”或“F6”鍵，則顯示如下圖形：上圖顯示的是反射率與是波長(zhǎng)的關(guān)系。圖形上方的文字描述了該圖是在什么環(huán)境下生成的，其中大部分的英文單詞出現(xiàn)在環(huán)境對(duì)話框中，并已解釋，在此不再解釋，其中Polarization意思是偏振，后面出現(xiàn)的AVE表示平均偏振。如果要了解透射率、吸收率等參數(shù)與波長(zhǎng)的關(guān)系以及提高圖形的分辨率，雙擊該圖，出現(xiàn)下面的對(duì)話框，修改該對(duì)話框的相關(guān)選擇，可以滿足你的要求。圖中英文的意思分別是：l Display(顯示)：點(diǎn)擊右邊的箭頭將會(huì)出現(xiàn)下拉菜單，從該菜單中我們可以選擇透視、吸收、PSI等與波長(zhǎng)的關(guān)系l Polarization(偏振）：后面有3個(gè)選項(xiàng)(可以都選上)。分別是平局偏振光、P偏振光和S偏振光l X-Axis Units(X軸單位)：點(diǎn)擊其右邊的箭頭將出現(xiàn)下拉菜單，從該菜單中我們可以改變X軸單位為波數(shù)等l X-Axis Range(X軸范圍)：后面有2