使用TFCalc編輯膜系地方法

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使用TFCalc編輯膜系的方法〔簡易操作步驟〕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：圖中彈出對話框，要求輸入要編輯的文件名因?yàn)槲覀兪且戮幠は?，如此點(diǎn)擊“取消〃按鈕，如此只顯示如下界面：TFCalcFile gdit Modify Run K&suits Mi sc.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):New 匚ating Open Coating.. Reopen Coating Close CoatingCtrkNCtrl+OkSave Coating Save Ceating As... Revert ta Original Print Coating Printer Setup..Chl+SCtrl+PE盤 TFCalcAboUt TFCalc...左圖中的中文意思自上到下分別是:? 新建膜系文件? 重新打開膜系文件? 關(guān)閉膜系文件? 保存膜系文件? 以其他的文件名保存膜系文件? 恢復(fù)原始文件? 打印膜系? 打印設(shè)置?退出 TFCalc?關(guān)于 TFCalc3.點(diǎn)擊第一項(xiàng)“New Coating 〃彈出如下“編輯環(huán)境對話框〃：word上圖左邊圖中英文對應(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）：1580Illuminate〔光源〕：WHITE〔白光〕Incident angle〔入射角〕：Incident 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，如此出射介質(zhì)一般是空氣〕Detector〔探測器〕：IDEA （理想探測器）First Surface〔第一面〕Front注：光源、基底材料、探測器應(yīng)該分別在Illuminate、substrate、detector庫中存在。

這些庫可以增減4.點(diǎn)擊下面的“ Analysis Parameters"〔分析參數(shù)〕按鈕，彈出下面的對話框：Set Analysis ParuetersWavelengths and Angles Coneingle Phase and Color'V FlangB of wavelengths (nm)|9000:o |115O(Jby fTcTIncid已門t angle [de口]|o^rFlangg of incident angles〔U已g]|o.J:o |30.03 |i.oV/aveterigth (nm)1550.0C E?oth^ range of wavelength? at each angleButh^ range of angles at eech wavellength廠 Compute ConeAngle AverageOKCancel因?yàn)楸纠覀兛紤]是入射角為0的條件，因此選中第一項(xiàng)的圓形無線電按鈕------Range of wavelengths〔波長X圍〕〔nm〕，其他的均不選點(diǎn)擊OK按鈕，返回上一層對話框，再點(diǎn)擊OK 按鈕，顯示如下的反射率與波長的關(guān)系曲線圖〔該圖顯示的沒有鍍膜情況下，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（HLFsH，其中s是大于0的正整數(shù)5. 點(diǎn)擊“ Modify 〃菜單，彈出如下菜單項(xiàng)選擇項(xiàng):ModifyEnvirorment..Slack Formula,..Layers - FrontLayers 'BackGroupsTargeU ? DiscreteTargets - ContinuousComments左邊菜單項(xiàng)從上到下對應(yīng)的中文意思是:? 環(huán)境? 膜堆公式Variable Materials Ervironment$MaterialsSubstrates llluminanh Detectors后面層組單一目標(biāo) 連續(xù)目標(biāo) 注釋可變材料環(huán)境材料基底光源探測器分布Distributions6. 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：去除公式。

點(diǎn)擊該按鈕將不保存已經(jīng)輸入的膜堆公式，否如此將下次進(jìn)入該對話框?qū)?出現(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)后的對話框如下：如上圖所示，膜堆公式為(HL)人8H,省略了 G,完整的應(yīng)該是G(HL)A8H，意思是：GHLHLHLHLHLHLHLHLH厚度選擇“7〃是因?yàn)槲覀冊诃h(huán)境對話框中將參考波長選擇為1580nm〔已經(jīng)調(diào)好波長值〕，最好是10600 能整除的數(shù)，此地我們設(shè)為7, 7X1580nm比擬接近10600nm如果發(fā)現(xiàn)不適宜可以調(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：ES Layers - FrontOji t i onz flui-a ijpt iijnsLa^er123456M aterialZNSEYF3ZNSEYF3ZNSEYF3QWOTzaaaa7.00007.aaoo7.00007.00007.0000Thickness [nnn]1150.031909.211150.031909.211150.031989.21Optimize?YesYesYesYesYesYesG roup111111Cor strain?NoNoNoNaNoNaMin. Thickness：0.0000 riM0.0000 rm0.0000 nm0.0030 rmCl. 0000 nm0.0000 rimMas. Thickress0.0000 nnn0.0000 rm0.0000 nm0.0000 rm0.0000 nm0.0000 nmNeedles?YesYesYesYesYesYes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：四分之一波長數(shù)；1 …Thickness(n m)：厚度〔該厚度為物理厚度，與QWOT是相關(guān)的，二者的關(guān)系：n? 將膜層數(shù)據(jù)保存在剪切板替代膜層數(shù)據(jù)〔c〕選擇菜單項(xiàng)選擇擇項(xiàng)的第一項(xiàng)“Add Front Layers..."彈出下面對話框:d=j九*N，式中，n是膜層的折射率，d是膜層的物理厚度，入是參考波長，N是QWOT例如我們來計(jì)算第一層：九 *N 1580*7d= = =1150.74nm，與實(shí)際結(jié)果有偏差，可能是折射率數(shù)據(jù)或波長不是四分之一相關(guān)的原4*n 4* 2.4028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:aM Layers 一 FrontUji t i ijtls M or h Op t i omLayerMaterialqworThickriess [nm]Optimize?□roupConstrain?Min. ThicknessThicknessNeedles?j郴I〔b〕點(diǎn)擊該窗口上方的OptionsAdd Front Layers...Dele te Frcmt Lay er e...FriKt Front LayersCopy Fr unt Layer e From...Append Front Layers From...Reverse Front LayersAdjust Frcmt Layers fur Arigl^...Cj^ns cl i dat e Fron t Layer eCompute Equivsil已mt Irni已比…Compute 已工lt St ack...Sh'/i,i, Trdckn叱5呂 Tot .Reai Layer 工1注七注 from File...Save Layer Data in Fi le...E ave La^er II at a 1 n Cl 1 pb u ：ai_dSubs ti tute Layer Data...〔選擇〕，如此彈出如下菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)：圖中菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)自上到下的意思是? 增加前面膜層? 刪除前面膜層? 打印前面膜層? 從…拷貝前面膜層? 從…附加前面膜層? 前面膜層順序倒轉(zhuǎn)? 合并前面膜層? 計(jì)算等價(jià)折射率? 計(jì)算等價(jià)膜堆? 顯示膜層總厚度? 從文件?…從讀取膜層數(shù)據(jù)? 將膜層數(shù)據(jù)保存在文件中AddCurrent number of front lasers: 0Add [fl-starting atCancel點(diǎn)擊“0K〃，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)移動要修改的位置，輸入正確的數(shù)據(jù)。

〔d〕重復(fù)〔c〕操作屢次，直至膜層達(dá)到17層；〔e〕點(diǎn)擊“show Thickness Totals..''如此彈出下面信息框:從左圖中我們可以知道膜層的厚度情況:點(diǎn)擊“0K〃返回最終的結(jié)果與采用膜堆公式得出的結(jié)果一樣注意：(1) 當(dāng)所設(shè)計(jì)的膜層規(guī)律性比擬強(qiáng)，并且層數(shù)較多，采用膜堆公式方法簡單；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)，彈出下面的對話框：第三步選擇“modify"菜單中的第三項(xiàng)“Layer-Back…〃，出現(xiàn)一個(gè)空白的基底后外表窗，選擇該窗口上方的“Options〃菜單里的“Read Data From File...〃選擇項(xiàng)，從彈出的對話框中選擇你剛剛保存的文件，點(diǎn)擊“打開〃即完成操作wordF面我們將要看看我們設(shè)計(jì)的高反膜系是否滿足要求7. 按鍵盤上的“F3〃或“F6〃鍵，如此顯示如如下圖形:OptioiisIllunmBtnt：: WHITI : AHRSubxLx avfc ■ : QJUkS Hxic：Angle: 0. D (de-jJRcfeiwee: LfBQo0 InalPa J.31X i xat. ian : ■^^―Flrsc Efut Xa.CG: Ji coveP.ef le匚匕Emeu M J vs- WaveleTigt-h Innl上圖顯示的是反射率與是波長的關(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，其中大局部的英文單詞出現(xiàn)在環(huán)境對話框中，并已解釋，在此不再解釋，其中Polarizatio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)與波長的關(guān)系以與提高圖形的分辨率，雙擊該圖，出現(xiàn)下面的對話框，修改該對話框的相關(guān)選擇，可以滿足你的要求圖中英文的意思分別是：? Display（顯示）：點(diǎn)擊右邊的箭頭將會出現(xiàn)下拉菜單，從該菜單中我們可以選擇透視、吸收、PSI 等與波長的關(guān)系? 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? 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? X-Axis Range（X軸X圍）：后面有2個(gè)圓按鈕，其中1個(gè)是Full Range（整個(gè)X圍），該X圍在環(huán) 境對話框中已確定；另1個(gè)按鈕如果選中，如此你可以在后面的2個(gè)方框中輸入你期望觀察的波長X圍? Y軸第1選項(xiàng)Automatic（自動）選擇X圍；第2 選項(xiàng)是觀察X圍值如果我們的選擇與上圖所示，如此反射率與波長的關(guān)系如如下圖所示:IJpta on.5Il Liizijitiiiit:IfflITBjui-g1!c: 0? 0 (Me diurii：AIREef eretice: 1530. D (iiiiijSub strat- e:GAA.SPol arxz a.*t ion.: AireExit：GLASSFir st Sur fac e : Fr ontDetector:IDEALW: 10507.1 V: 99.91S710Q.OD r 1 r -1 r 39.9B5000 5500 10000 105DO 1LOOO 11500Kef Leat-Eaice ( % ) vs "Wo?re 1 ength (zldl)從上圖我們可以看到在10600nm波長下反射率超過99.9%，滿足設(shè)計(jì)的要求。

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