| infotek | 2021-04-25 10:15 |
滤光片截止带上尖峰的抑制然后四分之一堆栈有一个更高级次的反射峰。如果截止带足够宽，结构的一部分的高阶区可能与另一部分的低阶区重合。这也通常会增加一些尖峰，特别是在高反射和低透射率区的短波端。这个尖峰问题没有完全的解决办法。幸运的是，在许多情况下，我们寻找低平均透射率或高平均反射率，那么峰值问题就不那么令人担心。但也有一些应用要求绝对透射率低于一定水平。在这种情况下，导数目标可以帮助。 我们看一个边缘大概在700nm的短波通滤光片，我们希望可见光区域的透射率小于0.1%，并且在到1000nm具有高透射率。为简单起见，我们使用无色散材料，入射介质折射率为1.00，基底为1.52，薄膜材料为1.45（L）和2.35（H）。最初的设计是一个简单的四分之一堆栈，参考波长为550 nm，公式：（LH）^35 L。目标是：400nm-690nm，步长2.0nm-透过率小于等于0.1%，公差0.1%，权重2.0。715nm-1000nm，步长2.0nm-透过率等于100%，公差1.0%，权重1.5。  图1.在通带具有出色的透射率，但是截止带有峰值会影响性能。  图2.仔细检查峰值，即405纳米处的峰值，表明它们存在于将插的入目标点之间，所以在优化过程中会忽略它们。 结果如图1和图2所示。透射率很好，但通常会出现尖峰。它们主要位于目标点之间，如图2所示，它们就不会被优化函数记录下来。而且将目标值减少到零透射率，并将运算符设置为等号，结果几乎没有区别。图3和图4显示了相同初始设计的优化结果，但目标修改后更依赖于一组导数目标。新的目标如下： 400nm-690nm，步长2.0nm。要求透射率的一阶导数为0.0%，公差为0.0002，权重为1.0。 400nm-650nm，步长50nm。透射率小于等于0.1%，公差0.1%，权重2.0。 690nm，透过率小于等于0.3%，公差0.1，权重5.0。这个目标要求会略微宽松一点，这是为了帮助形成边缘。 715nm-1000nm，步长2nm。透过率等于100%，公差1.0%，权重1.5。 在分配这些目标值时没有深入的推理。它们只是根据经验选择的，可能是相当有效的。导数不涉及明确的透过率数值，因此增加了要求0.1%或更低透射率的透射率目标，但间距相当大。导数目标的意思是为了识别一个上升的趋势，并在相关的透过峰值变得过高之前停止它。通过用这种方式抑制峰值，我们需要一组比使用绝对透过率值更稀疏的目标点，就像我们在第一个例子中所做的那样。峰值上升的坡度必须较低，将其值设置为零，且公差很小。同样，所使用的值是根据相关经验而不是任何相关理论来选择的。图3和图4显示了新的结果。在对数刻度上，仍然有许多变化，但实际上非常小，因为是被对数刻度放大的。同时，这项技术虽然集中在截止带上，但是通带的波纹已经受到了轻微的影响。  图3.包含导数目标的优化完成后的结果  图4.以对数刻度显示曲线 导数目标对透过率绝对值的忽视是它的一个缺点，这就是为什么我们在低透射率下增加稀疏目标的原因。在合成过程中，层数较低时，导数会占主导地位，可以保持性能平坦的特性，但是抑制了添加层数的功能，所以导数目标不能很好的搭配合成功能。导数目标应该在优化功能中使用。Differential Evolution 是一个很好的选择，利用导数目标，如图5，是使用相同材料的47层短波通滤光片。  图5.一种47层无尖峰短波滤光片，该滤光片由截止带内具有导数目标的Differential Evolution优化技术产生。 [1] C. Clark and A. Macleod, "Spikes," in 55th Annual Technical Conference, Society of Vacuum Coaters: Santa Clara. p. 263-267, (2012). QQ：2987619807 |
|