| 小火龙果 |
2024-09-29 17:48 |
膜层设计 | SYNOPSYS 光学设计软件第89课
一.概述 }++5_Z_
镜头设计当中，有时我们需要对特定波长进行反射或透射，这种时候往往需要通过膜层来实现。SYNOPSYS中内含一个用于设计和分析多层涂层的薄膜程序。可以通过在命令行窗口输入FILM访问该功能。 `?o=*OS7Y
膜层设计有common、analysis及design三种模式。Common是默认模式，用来存取膜层文件。如果您想将设计的堆栈应用于镜头表面，堆栈文件名必须采用' CUSTOMXX '的格式，其中XX为01-10。 <fM>Yi5
Analysis可以绘制膜层传输、反射波长图例，针对特定角度评估波长，或是针对特定波长评估角度。能够反映膜层的性能。 E`p'L ! z
Design用以设计膜层，膜层构建采用堆栈方式，您往往从基板开始往上设计。需要注意膜层最多可以设计50层。SYNOPSYS中拥有已经设计好的涂层材料列表，您可以通过数据表中>膜层进行设计，膜层信息可以在帮助手册中找到。在RFILM文件中，您需要对膜层的入射介质和基板进行指定。第一个TH-INDEX条目表示入射介质，最后一个TH-INDEX条目表示基板。 g0#q "v55
如下为一个四分之一波的涂层，其定义在BK7的表面。 17py ).\
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宏文件 }. %s
xw
请联系工作人员获取 N&;\PfG
接下来我们将进一步展示SYNOPSYS的膜层设计（design）功能。设计一个30层的定制膜层，当滤光片以45°角放置时，可以反射红光，透射蓝光。 3-Y=EH_0
宏文件 dl[ob,aCK
请联系工作人员获取 w@N{ @tG
该宏文件定义了在45°角时，0.4-0.6um波段的反射率为0，而0.62-0.8波段的平均反射率为1。FIX指令使程序将设计与常用材料的数据库相匹配，它也用输出显示该数据库。 Ao`_",E
其输出反射图例如下所示： 0#|7U_n
^!>.97*
可以见到膜层设计符合我们的设计要求。 ]G 1R0 Q
在Command Window中向上滚动滑条，可以看到如下内容： jmW^`%;7
|Is'- g!
其输出满足如下关系式： ,OBQv.D3>a
)|T`17-
其中：n表示折射率，dp表示物理厚度，λ0表示波长，do表示光学厚度。 1=TSJ2{ 9
我们再尝试将膜层镀膜到镜片上。打开镜头文件与宏文件。 Hptq,~_t
宏文件和镜头文件 :Kay$r0+
请联系工作人员获取 Z>{*ISvpq
我们设计了四层的薄膜，基底指数为1.671，并令0.45-0.7的透射率在1左右。 !d4HN.a7+u
7t4v~'h;5e
可以看出再大部分可视范围内传输率都在0.98以上。 ku3D?D:V
但是这个结果是基于从synopsys数据库中获取的折射率——这适用于块体材料。当沉积成薄膜时，折射率通常是不同的，这里我们要考虑这个差异。为此，我们创建了一个自定义材料库并定义了相应的插值系数，实践中，这些系数可以通过镀膜供应商获得。 /Nqrvy=
i w z`
x
宏文件 ' jbMTI
请联系工作人员获取 y''0PSfb#
现在，我们利用刚刚定义的材料创建一个新的膜层 Gm@iV,F%R
宏文件 , ,{6m
d
请联系工作人员获取 U(A4v0T
并将其应用再镜头上。 pYGYy'%A'
宏文件 T+W3_xIS X
请联系工作人员获取 ;l `X!3
在命令行窗口中输入XCOLOR来查看结果。 GEi
MmH?
^fZGX<fH
可以看到透射颜色为白光，在可视范围内有着良好的透射。
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