《使用TFCalc編輯膜系地方法》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《使用TFCalc編輯膜系地方法（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 使用TFCalc編輯膜系的方法〔簡易操作步驟〕 假設(shè)我們要設(shè)計一個反射率＞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.點擊TFCalc圖標進入其操作界面： 圖中彈出對話框，要求輸入要編輯的文件名。因為我們是要新編膜系，如此點擊“取消〃按鈕，如此 只顯示如下界面： TFCalc File 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〃、“運行〃、“結(jié)果〃、“雜項〃 和“幫助〃。點擊其中的任何一項將彈

2、出其包含的菜單內(nèi)容。 2.點擊第一項“File〃，彈出如下菜單項: New 匚。ating Open Coating.. Reopen Coating Close Coating CtrkN Ctrl+O k Save Coating Save Ceating As... Revert ta Original Print Coating Printer Setup.. Chl+S Ctrl+P E盤 TFCalc AboUt 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 ?

3、以其他的文件名保存膜系文件 ? 恢復原始文件 ? 打印膜系 ? 打印設(shè)置 ?退出 TFCalc ?關(guān)于 TFCalc 3.點擊第一項“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）： 1580 Illuminate〔光源〕： WH

4、ITE〔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〕mm 1〔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、探測器應該分別在Illuminate、substrate、detector庫中存在。這些庫可以增減。 4.點擊下面

5、的“ Analysis Parameters"〔分析參數(shù)〕按鈕，彈出下面的對話框： Set Analysis Parueters Wavelengths and Angles Coneingle Phase and Color 'V FlangB of wavelengths (nm) |9000 :o |115O(J by fTcT Incid已門t angle [de口] |o^r Flangg of incident angles〔U已g] |o.J :o |30.0 3 |i.o V/aveterigth (nm) 1550.0 C E?o

6、th^ range of wavelength? at each angle Buth^ range of angles at eech wavellength 廠 Compute ConeAngle Average OK Cancel 因為本例我們考慮是入射角為0的條件，因此選中第一項的圓形無線電按鈕------ Range of wavelengths〔波長X圍〕〔nm〕，其他的均不選。點擊OK按鈕，返回上一層對話框，再點擊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)

7、境條件。 現(xiàn)在我們可以進入下一步具體的膜系結(jié)果設(shè)計，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. 點擊“ Modify 〃菜單，彈出如下菜單項選擇項: Modify Envirorment.. Slack Formula,.. Layers - Front Layers 'Back Groups TargeU ? Discrete Targets - Continuous Comments 左邊菜單項從上到下對應的中文意思是: ? 環(huán)境 ? 膜堆公式 Variable Materials Ervironment$ Materials Su

8、bstrates llluminanh Detectors 后面層 組 單一目標 連續(xù)目標 注釋 可變材料 環(huán)境 材料 基底 光源 探測器 分布 Distributions 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:

9、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個按鈕的意思是： Generate Layers：生成膜系，完成后點擊該按鈕將生成膜系 中間是取消 Clear formula：去除公式。點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,完整的應該是G(HL)A8H，意思是： G

10、HLHLHLHLHLHLHLHLH 厚度選擇“7〃是因為我們在環(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。 點擊“ generate layers 〃按鈕，生成膜系 (b)選擇“modify〃菜單中的第三項“Layer-Front〃，彈出如下窗口： ES Layers - Front Oji t i onz flui-a ijpt iijns La^er 1 2 3 4 5 6 M aterial ZNSE YF3 ZNSE YF

11、3 ZNSE YF3 QWOT zaaaa 7.0000 7.aaoo 7.0000 7.0000 7.0000 Thickness [nnn] 1150.03 1909.21 1150.03 1909.21 1150.03 1989.21 Optimize? Yes Yes Yes Yes Yes Yes G roup 1 1 1 1 1 1 Cor strain? No No No Na No Na Min. Thickness： 0.0000 riM 0.0000 rm 0.0000 nm 0.0030

12、rm Cl. 0000 nm 0.0000 rim Mas. Thickress 0.0000 nnn 0.0000 rm 0.0000 nm 0.0000 rm 0.0000 nm 0.0000 nm Needles? Yes Yes Yes Yes Yes Yes 圖中顯示的是我們剛剛生成的膜系，用鼠標點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

13、數(shù)據(jù)保存在剪切板 替代膜層數(shù)據(jù) 〔c〕選擇菜單項選擇擇項的第一項“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。例如我們來計算第一層： 九 *N 1580*7 d= = =1150.74nm，與實際結(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:強制；Needles:針優(yōu)化 圖形最上方是二個選擇菜單〔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。 〔2

14、〕直接在Layer-Front窗口輸入數(shù)據(jù) 〔a〕 選擇“modify〃菜單中的第三項“Layer-Front"，彈出如下窗口: aM Layers 一 Front Uji t i ijtls M or h Op t i om Layer Material qwor Thickriess [nm] Optimize? □roup Constrain? Min. Thickness

15、 Thickness Needles? j郴I 〔b〕點擊該窗口上方的Options Add Front Layers... Dele te Frcmt Lay er e... FriKt Front Layers Copy Fr unt Layer e From... Append Front Layers From... Reverse Front Layers Adjust Frcmt Layers fur Arigl^... Cj^ns cl i dat e Fron t Layer e Compute Equ

16、ivsil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_d Subs ti tute Layer Data... 〔選擇〕，如此彈出如下菜單項選擇項： 圖中菜單項選擇項自上到下的意思是 ? 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)

17、 ? 合并前面膜層 ? 計算等價折射率 ? 計算等價膜堆 ? 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 Add Current number of front lasers: 0 Add [fl- starting at Cancel 點擊“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)，分別將光標移動 要修改的位置，輸入正確的數(shù)據(jù)。 〔d〕重復〔c〕操作屢次，直至膜層達到17層； 〔e〕點擊“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

18、厚度情況: 點擊“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) 當所設(shè)計的膜層規(guī)律性比擬強，并且層數(shù)較多，采用膜堆公式方法簡單；當膜層較少采用直接輸 入方法就可以； (2) 當所設(shè)計的膜系是增透膜系時，必須修改下面的內(nèi)容：進入“modify〃菜單，選第一項，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，彈出下面的對話框： 第三步選擇“modify"菜單中的第三項“Layer-Back…〃，出現(xiàn)一個空白的基底后外表窗，選擇該窗

19、口上方的“Options〃菜單里的“Read Data From File...〃選擇項，從彈出的對話框中選擇你剛剛保存 的文件，點擊“打開〃即完成操作。 word F面我們將要看看我們設(shè)計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: Optioiis IllunmBtnt：: WHITI : AHR SubxLx avfc ■ : QJUkS Hxic： Angle: 0. D (de-jJ Rcfeiwee: LfBQo0 Inal Pa J.31X i xat. ian : ■^^― Flrsc Efut Xa.CG: Ji c

20、ove P.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

21、與波長的關(guān)系 ? Polarization（偏振〕后面有3個選項（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個圓按鈕， 其中1個是Full Range（整個X圍），該X圍在環(huán) 境對話框中已確定；另1個按鈕如果選中，如 此你可以在后面的2個方框中輸入你期望觀察 的波長X圍 ? Y軸第1選項Automatic（自動）選擇X圍；第2 選項是觀察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:

22、 IJpta on.5 Il Liizijitiiiit: IfflITB jui-g1!c: 0? 0 ( Me diurii： AIR Eef eretice: 1530. D (iiiiij Sub strat- e: GAA.S Pol arxz a.*t ion.: Aire Exit： GLASS Fir st Sur fac e : Fr ont Detector: IDEAL W: 10507.1 V: 99.91S7 10Q.OD r 1 r -1 r 39.9B 5000 5500 10000 105DO 1LOOO 11500 Kef 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)計的要求。