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TFCALC中文说明书Word格式.docx
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薄膜的折射或投射可以储存作为光源,所以滤光器的输出可作为另一个滤光器的输入。
同样,黑体光源可以由此产生。
下面详细说明探测器的功能:
基底有有限的厚度;
折射和透射计算时要考虑到基底后表面和基底内部的任何衰减。
一个膜系最多可以有5000层150种材料组成。
膜堆以公式的形式出现,例如:
H(LH)^5
膜层可以被安排在组内,可以整组优化。
全球搜索用来寻找最好的设计方案而不仅仅是thelocalminimum
基底两侧的膜层可以同时优化。
在优化过程中,膜层厚度可以限定在最小和最大厚度之间。
有多达5000个优化目标可以指定。
同样,一个目标可以是一个不等式,例如<
10%或>
90,。
复合环境可以用来开发像复合基底的膜系设计。
Needle优化可以在设计中自动加入膜层,尤其是对那些有特殊要求的设计。
这种掘进方法可以用来自动产生一系列最佳的设计。
目标可能会自动产生。
同样,目标也可以从文件中读出,形成颜色和亮度目标。
第一、第二和第三阶关于波长或波数的导数可以用作目标。
可以计算出等效系数来将膜层用复合系数的等效膜堆[例如:
(HLH)^p或(LHL)^p]来代替。
有三种local优化方法可选:
梯度法、变尺度法和单纯形法。
对不限定数量的材料、基底、光源、探测器和分配的数据要输入。
六层薄膜运算的结果放入一个表格内进行对比。
不同类的图表将被覆盖掉,例如:
折射透射。
最小、最大和平均参量(例如折射率)可以在一定波长范围内计算。
结果被保存在文本文档中以供其他软件编辑。
光控曲线可以计算并列表。
用此目录来读取、写入和打印膜系文件。
一下主要介绍每个目录项:
NewCoating(创建新膜系)
开始创建一个新的膜系,如果在TFCalc程序同一目录下存在一个膜系名为DEFAULT,那么就会打开此膜系文件。
快捷键:
Control-N
OpenCoating(打开文件)
读取磁盘中已经存在的膜系文件,程序会显示每一个膜系文件的名字并要求你选择一个打开。
当TFCalc开始运行时就会显示此窗口。
全部膜系文件都是以TFD作为后缀名。
Control-O
ReopenCoating(从新打开膜系)
用来打开一个原来打开过的膜系,TFCalc保存最近20个用户打开的膜系,当用户选定此命令时,膜系会显示在一个窗口中。
CloseCoating(结束膜系)
选此命令将告知计算机你已经结束了当前的膜系设计,如果你没有保存当前的膜系,它会询问你是否想结束膜系。
SaveCoating(保存膜系)
此命令用来保存你设计的膜系,当一个膜系保存后你仍可以继续在这个膜系上设计。
时常保存膜系是很好的习惯,这样如果你遭遇了停电,这样的行为会挽回你的数据。
Control-S
SaveCoatingas(另存膜系为)
此命令是在一个新目录下保存膜系。
你需要输入新名称,此命令尤其在你在相似的膜系上编辑或做运算时有很大用途。
ReverttoOriginal(返回原始膜系)
用来返回当前膜系的原始状态,例如,你用打开命令打开膜系或最后保存的膜系。
此命令在你将一个膜系改动后却不及原来的膜系时有用。
PrintCoating(打印膜系)
打印当前膜系。
Control-P
打印机安装使你能指定怎样打印文本和图表,你在设置打印机时会看到一个对话框来设置你的打印机。
ExitTFCalc(退出TFCalc)
如果当前膜系没有保存,TFCalc会询问你是否保存。
AboutTFCalc(关于TFCalc)
给出一些TFCalc的信息,包括你所购买的程序的序列号。
编辑目录列出了标准Windows目录,你可以使用这些命令来编辑你所需要的文本。
下面主要讲述每一个目录项。
Undo(撤销命令)
Undo在当前的程序中是无效的,如果你犯了错误,此命令对你没有任何帮助。
Cut(剪切)
移除你选定的文本,文本被保存在剪切板里。
Copy(Copy)
复制你选定的文本,文本被保存在剪切板里。
Paste(粘贴)
将剪切板里的内容插入光标所在的位置。
Clear(清除)
将选定的文本擦除。
当特定窗口(例如膜层、目标、图表)被激活时,此目录显示。
下面主要介绍前五个目录项。
因为选项1、2和3是特定为各自窗口服务的,需要查阅相关部分来获取更多细节。
Add(增加)
在激活窗口中增加输入的数量。
例如,在膜系设计中增加前表面膜层数量,先选定前表面膜系窗口再选此命令。
Delete(删除)
在激活窗口中减少输入的数量。
例如,在膜系设计中减少前表面膜层数量,先选定前表面膜系窗口再选此命令。
Print(打印)
打印激活窗口的内容。
例如,打印膜层数据,先选定前表面膜系窗口再选此命令。
CopyandAppend(复制和添加)
此命令让你可以将已有的膜系信息复制到当前膜系中,选定此命令,windows标准对话框会出现供选择源文件。
SetAnalysisParametersEnvironmentsWindow(环境参量窗口)
configure配置窗口中设置),那么厚度的值就假定为QWOT(Quarter-WaveOpticalThickness,1/4波长)。
另外,物理厚度单位为毫微米(十亿分之一米)。
你也可以使用"
qw"
(quarter-wave)或"
nm"
来表明厚度单位。
如果你要使用组,那么必须在输入公式前在Groups窗口中事先定义。
在表格中切换是最好用Tab按钮。
当你选定GenerateLayers(产生膜层)按钮时,程序会依照膜层公式来改变Frontlayers(前表面膜层)窗口的内容。
如果你选定Cancel(取消)按钮就不会有任何改变。
如果你已经对膜层窗口做了实质的改动,你可以使用ClearFormula(清除公式)按钮擦除膜层公式来避免你在使用膜堆公式设计时意外地取代前表面膜层。
configuringTFCalc获取更多信息。
是否需要优化膜层。
膜层属于哪一组。
如果你需要使用组,就要先在Groupswindow中对其定义。
是否限制膜层厚度。
以纳米或1/4波长为单位给出厚度最小和最大值。
是否需要用Needle法在优化过程中加入膜层。
同样查看LayerWindowOptions。
显示组的数据,此选项使我们可以对一组膜层用同一种方法对待。
例如,当在组1内输入单数膜层在组2中输入双数膜层后,我们很容易只将组1中的膜层厚度增加10,,最多可分5000组。
对每一组你必须输入:
Thegroup"
Factor"
(组因数)——在给定组中与膜层厚度相成的系数。
此数值通常从1.0开始,膜层的实际厚度可以将膜层窗口中的厚度和其组的组因数相成得到。
在优化过程中是否要改变组因数。
在优化过程中是否约束组因数。
如果约束值为yes,那么最小和最大组因数值。
当组窗口在最顶时,你可以使用Optionsmenu来演示多种操作。
除增加、删除、打印、复制和添加组之外,此目录还有另外一项选项:
NormalizeGroups(规格化组)命令是将每一层的厚度与组因数相乘后将结果保存为膜层新的厚度,然后将所有组因数值设为1.0,例如,将组1中所有膜层厚度增加10,,就可以将组1的组因数值设为1.1然后使用此命令。
Configure对话框中选定的单元)
incidentangle(单位为度):
在光发出的介质中测量所得。
targetvalue(目标值)单位由目标类型决定。
以百分数显示像折射率和透射率之类的强度目标;
以度为单位显示相位和PSI目标。
R*T的乘积在0到100内。
任何目标可以是不等式,就是说目标值可以由>
(或<
)号来表示结果大于(或小于)目标值。
tolerance(公差)公差的翻转叫做权重因子。
参照评价函数来确定此公差的使用。
虽然1.0的公差通常是满足要求的,但你可以减小公差值来降低计算值与目标值之间的差距。
注意所有的公差值是相关联的,如果所有的公差相同,那么同所有公差为1.0时的效果相同。
environment(环境)在传统膜系设计下其值为1。
然而然后定义了multipleenvironments多重环境那么你可以在此输入环境参量的数值。
同样参看TargetWindowOptions
Configure对话框中设定的目标类型)。
目标值的起始和终点单位由目标种类决定。
以百分比描述像折射率和透射率之类的强度目标;
以度来显示相位和PSI目标。
当连续目标窗口为最顶时你可以使用选项命令来增加、删除、打印复制和添加目标。
注意在结合单点目标和连续目标;
如果公差相同,那么单点目标与连续目标具有相同的权重因子。
Comments(注
释)
显示膜系的注示。
你可以在注释窗口中点击鼠标来编辑内容。
在特定地方输入文字时用鼠标直接在要输入文字的地方点击。
按回车键或用鼠标在另外一个窗口中点击来结束编辑。
所输入的内容被保存在膜系文件中。
在注释窗口中的页眉部分的文字将在一些窗口和打印出来的remark项后显示。
当注释窗口为最顶时你可以使用Optionsmenu来从另外的膜系文件中复制或添加内容或打印注释。
VariableMaterials(机动材
料)
显示多达150种可改变参数的膜层材料。
机动材料不像在材料库中的材料,它是膜系设计过程中的一部分;
就是说你可以给每一个所设计的膜系不同的材料。
你可以在任何使用材料的地方使用机动材料。
对每一个机动材料你必须设定:
机动材料的名称。
每一个机动材料必须有一个唯一的名称。
同样不能同材料库中的材料名称相同。
使用机动材料时只需要在膜层窗口中输入材料的名称。
机动材料的原始系数(N和K)。
机动材料可能具有的最小和最大折射率(N),在优化过程中才使用到此限制。
是否优化机动材料的折射率(N)。
机动材料可能具有的最小和最大消光比率(K),在优化过程中才使用到此限制。
是否优化机动材料的消光比(K)。
单纯形法不改变此系数。
当机动材料窗口为最顶时,你可以通过选项目录来增加、删除、复制和添加机动材料。
在对两种材料的结合在膜系生成过程中不断变化的膜系进行试验时就要用到机动材料。
这种膜系可以有许多薄膜层模拟而成,每一膜层的系数都与前一膜层系数略微不同。
例举例来说,模拟一个系数(1.5到2.5)随厚度成线形变化的膜系时,你可以输入11个机动材料,它们的系数为1.5,1.6,1.7,……2.5,在FrontLayers窗口中加入等厚的机动材料。
机动材料还可以用来确定未知层的系数。
在这种情况下,优化目标值会被分光光度法或ellipsometric法的数据。
参看附录C获得更多信息。
机动材料的另外一个用途是寻找单层或多层膜的理想系数;
这时通过equivalentstackcomputation计算得到的HLH或LHL膜堆就可以用来取代机动材料。
Environments
多重参量对设计由不同条件控制膜系特性的膜系时是很重要的。
(例如不同光源、不同入射出射介质、不同基底、或比如探测器)如果所设计膜系中的膜层折射率是受外界影响的(例如温度、光强、电流、磁场、湿度)那么就要用到此窗口的Activematerials(活动材料)。
多重环境可用来设计折射率由入射角和偏振来决定的双折射基底。
在Environment环境窗口中你必须指定:
Incidentmedium(中间介质)
中间介质是在基底目录下的选项,此名称在使用前必须先定义。
如果它是吸收材料,TFCalc会提醒用户并假定消光系数k=0.
Substrate(基底)
基底是在基底命令下的选项,此名称在使用前必须先定义。
基底被看作是一个没有干涉效应的块状介质。
而如果它是吸收材料那么就看作只有衰减效应的介质。
Thickness(厚度)
指基底的物理厚度,以毫米做单位。
Exitmedium(出射介质)
在基底目录下的选项,此名称在使用前必须先定义。
如果基底材料与出射介质相同(没有backlayers),那么基底可看作是无限大厚度的(在后表面没有反射);
如果他们不同,那么就要考虑到若干反射。
同样的,如果基底材料与出射介质相同(没有backlayers),那么计算所得的透过率就是基底的透过率,如果不等,那么基底的透过率就可以计算出来。
Detector(探测器)
在探测器目录下的选项。
此名称在使用前必须先定义。
在为探测器设计一个滤光器时要指定一个探测器,除此之外最好选择IDEAL
最多可以有三个折射率随外部条件变化的机动材料。
光入射的第一个面:
前表面或后表面。
一般为前表面,也就是说光从入射介质发出。
然而,我们可以对光从两个面入射膜层进行环境定义。
当使用机动材料时,每一个环境代表一个特定的外部条件。
例如,如果外部条件是温度,那么每一个环境参量代表一个不同的温度。
那么,对每一个环境参量来说机动材料的名称就会改变。
确保当前环境里至少有一个膜层使用在环境参量栏内(加注星号)的机动材料。
如果改变当前环境参量,TFCalc将在保持每一层物理厚度不变的情况下自动将机动材料加入膜系窗口。
这些将在多重环境下根据优化目标进行优化时自动完成。
需要注意的是当分析一个膜系时的当前环境参量,此参量在第一行将以星号标注。
当Environmentswindow(环境参量窗口)在窗口最上层时,你可以使用Optionsmenu(选项目录)来添加、删除、打印、复制和应用环境参量。
此选项使你可以显示和修改膜系材料。
材料名称按照字母顺序排列。
OptionsMenu选项目录来增加、删除和打印材料和基底的名称。
当用户选定AddMaterial增加材料或AddSubstrate增加基底命令后就要输入材料或基底的名称。
折射率数据在数据表格中给出或以分布函数形式给出。
如果选定后者,那么就要为复杂折射率中的n和k值选择函数类型。
点击OK会出现一个空白表格或出现一个函数。
表格中可以最多存储1001个光学数据。
当程序需要在一个超出表格所含的波长时它会用线形插补法推算其值;
如果波长超出了设定范围,那么就采用最接近其值的终点值。
程序以波长为标准来保存数据。
对所有的材料,参数N必须大于零,消光系数K对无吸收材料(电介质材料)为零。
对吸收材料K>
0。
对Formaterialexhibitingopticalgain,K<
0.注意在TFCalc中必须在Configure对话框中设定可以处理gainmaterial。
分布函数只在一定波长范围内有效。
此范围随着函数参量也在对话框中输入。
点击打印按钮打印分布函数参量。
点击Comment按钮编辑函数的说明内容。
点击Convert按钮将分布函数转化为数据表格。
对材料(和基底)使用FitData按钮可以按照测试所得的数据找到相应的分布函数。
参看附录C获得详细信息。
点击OK就可对分布函数进行大量的逐项相符以保证函数对整个波长范围内的折射率计算结果有效。
Schott玻璃公司现在使用Sellmeier3分布函数描述其玻璃材料。
然而Schott函数也被其他玻璃生产商所使用。
注意Drude函数不能与其他函数混用;
当你将Drude函数选作n,那么TFCalc会自动地选作k。
同样需要注意的是n和k是隐含地给出的;
TFCalc使用程序来独立确定n和k的值。
在红外和远红外区对金属波长的分布进行模拟时要用到Drude函数。
如果用户改变材料的折射率,那么每一使用此材料的膜层的厚度就会受到影响;
程序会自动调整厚度;
如果你选择光学厚度作为优先量,那么物理厚度就会重新计算,反之亦然。
你在修改后必须关闭此窗口才能对当前的膜系设计产生效果。
可以对每一种材料或基底作一简短说明。
也可以使用程序提供的选项来将用户制作的文件中的材料和基底数据(包括内在的透射率数据)读出。
此选项在附录A中有所描述。
用户也可以在文件中写入数据使在其他软件中使用这些数据更方便。
每一种材料和基底的数据都单独保存。
例如,在MATERIAL栏中文件名为MGF2和在SUBSTRAT中文件名为GLASS。
这样做使复制数据、与同事分享数据或将数据移动到此软件在麦金托什机上的版本更方便。
如果你重命名或生成一个新文件,要保证文件扩展名正确无误,材料和基底数据文件扩展名为MAT。
此选项使你可以显示和修改任何光源的参数。
光源名称按照字母顺序排列。
在相应名称上点击来查看特定材料或基底的数据。
当光源窗口为最顶时,Optionsmenu选项目录用来增加、删除和打印光源名称。
还有以下选项:
强度由百分比数给出。
对表格中未给出波长的光源强度由直线内插法来确定其强度值;
对超出范围的波长光源强度值取最接近的终点值。
每个光源可以有1001个数据。
在Resultsmenu下的SaveasIlluminant命令可以将具有一定折射率或透射率的膜系保存为光源。
EditIlluminantComments使用户对光源进行简短说明。
ReadIlluminantfromFile使用户从文件中读取光源数据信息。
参看附录A。
WriteIlluminanttoFile使用户将数据写入文件以备在其他软件中使用。
NormalizeIlluminant使用户可以依比例确定数据使最大光源强度达到100,。
CreateBlackbodyIlluminant使用户创建在给定温度下带有黑体型谱的光源。
依比例确定光源数据使最大强度达到100,。
每个光源的数据都独立保存。
比如说,在ILLUMINA栏内的WHITE。
这样使用户方便地复制数据、与同事分享数据或将数据移动到此软件在Macintosh(麦金托什机)上的版本更加容易。
重命名或创建新文件时要保证文件名最多包含8个字符并且扩展名是正确的;
分布状态数据使用ILL扩展名。
对使用IDEAL探测器,AIR作为入射、出射介质和基底前后表面没有膜层的膜系文件,光源以曲线形式显示。
你必须在Environmentdialog中输入光源名称然后再analyze分析膜系。
图表窗口将显示光源曲线。
此选项使你可以显示和修改任何探测器的参数。
探测器名称按照字母顺序排列。
当探测器窗口为最顶时,Optionsmenu选项目录用来增加、删除和打印探测器名称。
在相应名称上点击来查看特定探测器的数据。
对表格中未给出波长的探测器强度由直线内插法来确定其强度值;
对超出范围的波长探测器强度值取最接近的终点值。
每个探测器可以有1001个数据。
EditDetectorComments使用户对探测器进行简短说明。
ReadDetectorfromFile使用户从文件中读取探测器数据信息。
WriteDetectortoFile使用户将数据写入文件以备在其他软件中使用。
NormalizeDetector使用户可以依比例确定数据使最大探测器强度达到100,。
每个探测器的数据都独立保存。
比如说,在DETECTOR栏内的IDEAL。
这样使用户方便地复制数据、与同事分享数据或将数据移动到此软件在Macintosh
(麦金托什机)上的版本更加容易。
分布状态数据使用DET扩展名。
对使用IDEAL探测器,AIR作为入射、出射介质和基底前后表面没有膜层的膜系文件,探测器以曲线形式显示。
你必须在Environmentdialog中输入探测器名称然后再analyze分析膜系。
图表窗口将显示探测器曲线。
此选项使你可以显示和修改任何辐射分布的参数。
辐射分布名称按照字母顺序排列。
用户定义的辐射分布可以用作Cone-AngleAverage(圆锥角平均光)计算。
窗口显示了可用辐射分布。
当窗口为最顶时,Optionsmenu选项目录用来增加、删除和打印分布名称。
对表格中未给出角度的探测器强度由直线内插法来确定其强度值;
对超出范围的角度辐射分布强度值取最接近的终点值。
每个分布可以有1001个数据。
当分布数据窗口在最顶时,当窗口为最顶时,Optionsmenu选项目录用来增加、删除和打印分布名称。
可以使用选项来从用户创建的文件中读取数据。
此选项在附录A中有描述。
用户
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