【正文】 線。左邊是入射介質(zhì)，右邊是出身介質(zhì)或基底。 ? Void Density設(shè)置為 1. 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 45 Rugate 薄膜舉例 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 46 REFINEMENT AND SYNTHESIS 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 47 Refinement和 synthesis ? 可以自動優(yōu)化設(shè)計(jì)，它們的操作是類似的 ? Refinement一般是對已有的設(shè)計(jì)進(jìn)行輕微的調(diào)整， ? synthesis 則著重于結(jié)構(gòu)，即使沒有初始結(jié)構(gòu)也可以操作。如果不是 0，則可以選擇偏振分量。缺省值為 1， ? Target Tolerance ： 每個目標(biāo)值可接受的公差值， ? Derivative ： 給出相對于第一欄中自變量 (波長或頻率 )的目標(biāo)類型的偏差的等級，如果是 0，表示沒有偏差。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 51 Color Targets的設(shè)置 ? color targets： 除了類型是顏色方面的外，其它各項(xiàng)的意義和標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)是一樣的。 ? mode： 指定是計(jì)算透射還是反射的顏色 。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 52 Thickness Targets ? 顯示材料和所要求的總厚度。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 53 Refinement and Synthesis ? 有六種方法： (1) Simplex, (2) Optimac, (3) Simulated Annealing, (4) Conjugate Gradient, (5) QuasiNewton (6) Needle Synthesis. Simplex 提供直接的優(yōu)化， Optimac 可以 refinement 和 synthesis, Simulated Annealing 優(yōu)化，但可以在一個很大的參數(shù)空間范圍， Conjugate Gradient和 QuasiNewton是化方法，它們是用信息 (derivative information )來進(jìn)行 優(yōu)化。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 54 Simplex refinement ? Simplex refinement計(jì)算速度非?？?。 ? 通常，設(shè)計(jì)的總數(shù)目會比層數(shù)多一個， packing densities最小為 5。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 55 Simplex refinement的設(shè)置 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 56 Simplex 設(shè)置說明 ? 可以選擇 Refine Thicknesses 和 Refine Index ， ? 用 Packing Density作為變量優(yōu)化折射率， ? 用 upper和 lower thickness limits控制厚度， ? 用 packing density limits控制 packing density。 Inhomogeneity可以通過至少二個有各自不同的 packing density的膜層來模擬。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 57 Simplex 過程 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 58 Optimac優(yōu)化參數(shù)設(shè)置對話框 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 59 Optimac設(shè)置 優(yōu)化參數(shù) ? Optimac有很多小面 facets。 ? 通過設(shè)置 Number of Synthesis Cycles 的值，確定是否 refinement 或 synthesis 。 如果沒有初始結(jié)構(gòu)，取 50左右比較合理。 ? Synthesis Step： 表示插入到 synthesis過程的膜層厚度。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 60 Optimac設(shè)置 優(yōu)化參數(shù) ? Synthesis Parameter ： 決定在 synthesis 操作中，改變是否保持。 ? Initial Search Step： 程序會先在 “ 當(dāng)前值 177。 Number Of Iterations： 根據(jù)每個 synthesis 操作之間的優(yōu)化次數(shù)。 ? Maximum Number of Layers： 如果設(shè)計(jì)過程是完全自動的，則不要設(shè)置得太大，否則會連續(xù)增加膜層。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 61 Optimac材料設(shè)置 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 62 Optimac過程 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 63 Simulated Annealing優(yōu)化算法介紹 ? Simulated Annealing 不是一個新技術(shù)， 但大量用在薄膜設(shè)計(jì)中。 ? 模擬實(shí)際的退火過程，由 Boltzmann分布 exp(E/kT)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)確定下一個結(jié)果 ， E代表優(yōu)化函數(shù)的隨機(jī)增加， KT代表退火溫度 k是 Boltzmann常數(shù)，而不是消光系數(shù) ) 。處理過程越久，通常結(jié)果更好。適用于有入射用的情況，特別是其它方法不行的時(shí)候。 ? 厚度波動的標(biāo)準(zhǔn)偏差有一個開始值和結(jié)束值 。 ? 退火溫度的單位為度，每一度為初始優(yōu)化函數(shù)的1/10000 。溫度的下降不是線性的，有時(shí)候遞減的速度開始快，但標(biāo)準(zhǔn)偏差是相同的。隨機(jī)數(shù)的種子來自計(jì)算機(jī) 的時(shí)鐘，一般不需要改變。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 67 Annealing 過程 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 68 Conjugate Gradient法 ? Conjugate Gradient 優(yōu)化方法屬于用微分信息確定優(yōu)化函數(shù)面的斜率的方法。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 69 Conjugate Gradient參數(shù)設(shè)置 ? Merit Function Power： 必須為正的偶數(shù) ， 此數(shù)越大，優(yōu)化越久。 ? Limiting Range for Merit Function ： 如果優(yōu)化函數(shù)小于此值，則會停止優(yōu)化并返回優(yōu)化設(shè)計(jì)。 ? Minimum Merit Function Improvement To Update Plot (%)： 控制多久要更新曲線一次。 如果 Termination Match Count 小于 0 ，因?yàn)閮?yōu)化函數(shù)斜率很小，則 refinement永遠(yuǎn)不會停止。優(yōu)化時(shí)，此信息用于改變設(shè)計(jì)參數(shù) (通常是膜層厚度 ) 。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 72 QuasiNewton過程 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 73 Needle Synthesis法介紹 ? Needle synthesis用優(yōu)化圖形面的微分信息來確定需要在哪里插入一個新的膜層。 ? 在插入了所有厚度為 0的膜層后，用 Conjugate Gradient refinement將新的膜層的厚度擴(kuò)展為非 0值。 ? 優(yōu)化過程一直重復(fù)，直到達(dá)到所要求的結(jié)果為止，或者達(dá)到某些限定 (如總的迭代次數(shù) )。當(dāng)超過這個值時(shí)， Needle Synthesis會停止。當(dāng)優(yōu)化函數(shù)降到小于這個值時(shí)， Needle Synthesis停止。如果優(yōu)化函數(shù)沒有改進(jìn) Minimum improvement所確定的數(shù)值，則再增加新的材料。當(dāng) Compact Interval大于 0時(shí)，每個 Compact Interval都迭代， Needle Synthesis會簡化設(shè)計(jì)，去掉那些厚度小于 Compact Thickness的膜層。它們一般都設(shè)置為 1nm。缺省值為設(shè)計(jì)中所有沒有 locked膜層所用的材料，還可以增加或去年其它材料。 ? 如果需要，這些值可以進(jìn)行內(nèi)插或外推。 ? 設(shè)置活動材料庫方法為： Options General… 中設(shè)置。如果輸入了一個新的，但本應(yīng)的材料不存在，則會給出一個新建選項(xiàng)，它是一個空的數(shù)據(jù)庫，除了一個材料，空氣和一個基底外。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 82 從其它庫中輸入材料 ? 首選用 Tools Materials激活 Materials窗口， ? 然后用 Edit Import命令 。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 83 顯示材料數(shù)據(jù) ? 材料表可以可以用 File Open Material... 命令打開。此時(shí)，可以從 Plot菜單中畫出材料對波長和頻率變化曲線。 但一些不平滑的曲線，可以用 Insert Points， 然后程序用三次樣條插值計(jì)算進(jìn)行平滑。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 86 波長單位變換 ? 在編輯新材料時(shí)，可以用 Edit Wavelength Scale... 命令定義不同的波長單位 (缺省為 nm). 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 87 組合密度 Packing Density... ? 薄膜的折射率不僅取決于材料，還取決于組合密度。當(dāng)組合密度變化時(shí)，通過它可以讓存儲的材料的折射率也變化。 ? 注意：一旦改變了，在用的時(shí)候沒有任何指示。 2022/6/2 版權(quán)所有 2022 訊技光電科技（上海）有限公司 88 熱模型 ?