1、TFCALC translation ViaJCOP Ltd. 翻譯人 嘉光集團鍍膜事業部鍍膜五廠上海市真南路854號Code 200331Contents目錄IntroductionThe ModelCapabilitiesMenusFile MenuEdit MenuOptions MenuModify MenuEnvironmentStack FormulaLayers-Front/BackGroupsTargets-DiscreteTargets-ContinuousCommentsVariable MaterialsEnvironmentsMaterialsSubstratesIll

2、uminantsDetectorsDistributions Run MenuAnalyze OnlyOptimize DesignGlobal SearchCompute EFICompute SensitivityCompute Cone-Angle AverageCompute Monitor CurveCompute Layer SensitivitySet Analysis ParametersSet Optimization ParametersSet Global Search ParametersSet EFI ParametersSet Sensitivity Paramet

3、ersSet Cone-Angle ParametersSet Monitoring Parameters Results MenuShow TableShow PlotShow EFI PlotShow Color ChartShow Monitor ChartSaving ResultsSave as IlluminantMiscellaneous MenuRealitivesDistribution WindowsSet Table ParametersSet Plot ParametersLayer Window OptionsCompute Equivalent IndexCompu

4、te Equivalent StackTarget(Discrete) WindowConfiguring TFCalcIntroduction(說明）這是TFCalc薄膜設計軟件。除了缺少圖表說明外，它貼切得遵循TFCalc說明書的第一、二所提供的文件。你可以在TFCalc窗口或對話框內按F1來迅速獲得此幫助。The Model（范例） GO TO TOP存儲在光源數據庫內的光源是以波長對光強的方式給出的。入射角度可以從0度到89.999度。基底和基底內部、外部的介質材料可在基底數據庫中選擇。基底可以被看作是一大厚度層，它的厚度可以單獨指定。注意的是基底可以是比如說空氣之類的物質。基底和出射

5、介質都有可能是吸收介質。前層膜與后層膜之間的材料是從材料庫中選擇的或者從可變材料庫中選取的。現在的膜層極限是5000層。基底和材料的光學屬性被存儲在表格或反映反射率對波長關系的離散公式里。現在可以確定光從哪一個面入射：前或后層。也就是說，光可以從膜層的任意一個面入射。要獲得這方面的細節還要看環境參量對話框。這樣第一層是緊靠基底的一層。注意：如果基底和出射介質不同或有后層膜，反射率計算時就要考慮到后層膜。如果你想避免如此，出射介質就必須同基底材料一樣而且沒有后層膜。Capabilities（性能） GO TO TOPTFCalc軟件可以使你分析設計多層薄膜，他們的一些功能如下：它可以將反射率、透

6、過率、吸收率、光密度、損失、顏色、亮度、PSI、基于反射后投射的相移和電場強度計算并繪制表格。它可以分析膜系設計同生產之間的誤差。優化可以使誤差最小化。膜層靈敏度可以計算并演示出來。可以在一系列圓錐角（就像集中的光束一樣）和用戶定義的輻射發散角內分析一個膜系。鍍膜所用膜料、基底和外部介質可能是彌散或者吸收的，而內部介質卻是彌散的。彌散公式可以用來給定膜料和基底的相關系數。基底或膜層的折射率（N和K）可以由測定的數據來確定。光源要詳細說明。薄膜的折射或投射可以儲存作為光源，所以濾光器的輸出可作為另一個濾光器的輸入。同樣，黑體光源可以由此產生。下面詳細說明探測器的功能：基底有有限的厚度；折射和透射

7、計算時要考慮到基底后表面和基底內部的任何衰減。一個膜系最多可以有5000層150種材料組成。膜堆以公式的形式出現，例如：H(LH)5膜層可以被安排在組內，可以整組優化。全球搜索用來尋找最好的設計方案而不僅僅是the local minimum基底兩側的膜層可以同時優化。在優化過程中，膜層厚度可以限定在最小和最大厚度之間。有多達5000個優化目標可以指定。同樣，一個目標可以是一個不等式，例如<10%或>90。復合環境可以用來開發像復合基底的膜系設計。Needle優化可以在設計中自動加入膜層，尤其是對那些有特殊要求的設計。這種掘進方法可以用來自動產生一系列最佳的設計。目標可能會自動產生

8、。同樣，目標也可以從文件中讀出，形成顏色和亮度目標。第一、 第二和第三階關于波長或波數的導數可以用作目標。可以計算出等效系數來將膜層用復合系數的等效膜堆例如：(HLH)p或(LHL)p來代替。有三種local 優化方法可選：梯度法、變尺度法和單純形法。對不限定數量的材料、基底、光源、探測器和分配的數據要輸入。六層薄膜運算的結果放入一個表格內進行對比。不同類的圖表將被覆蓋掉,例如：折射透射。最小、最大和平均參量（例如折射率）可以在一定波長范圍內計算。結果被保存在文本文檔中以供其他軟件編輯。光控曲線可以計算并列表。Menus(目錄)File Menu（文件目錄） GO TO TOP 用此目錄來讀取

9、、寫入和打印膜系文件。一下主要介紹每個目錄項：New Coating（創建新膜系）開始創建一個新的膜系，如果在TFCalc程序同一目錄下存在一個膜系名為DEFAULT，那么就會打開此膜系文件。快捷鍵：Control-NOpen Coating（打開文件）讀取磁盤中已經存在的膜系文件，程序會顯示每一個膜系文件的名字并要求你選擇一個打開。當TFCalc開始運行時就會顯示此窗口。全部膜系文件都是以TFD作為后綴名。快捷鍵：Control-OReopen Coating（從新打開膜系）用來打開一個原來打開過的膜系，TFCalc保存最近20個用戶打開的膜系，當用戶選定此命令時，膜系會顯示在一個窗口中。C

10、lose Coating（結束膜系）選此命令將告知計算機你已經結束了當前的膜系設計，如果你沒有保存當前的膜系，它會詢問你是否想結束膜系。Save Coating（保存膜系）此命令用來保存你設計的膜系，當一個膜系保存后你仍可以繼續在這個膜系上設計。時常保存膜系是很好的習慣，這樣如果你遭遇了停電，這樣的行為會挽回你的數據。快捷鍵：Control-SSave Coating as（另存膜系為）此命令是在一個新目錄下保存膜系。你需要輸入新名稱，此命令尤其在你在相似的膜系上編輯或做運算時有很大用途。Revert to Original（返回原始膜系）用來返回當前膜系的原始狀態，例如，你用打開命令打開膜系

11、或最后保存的膜系。此命令在你將一個膜系改動后卻不及原來的膜系時有用。Print Coating（打印膜系）打印當前膜系。快捷鍵：Control-P打印機安裝使你能指定怎樣打印文本和圖表，你在設置打印機時會看到一個對話框來設置你的打印機。Exit TFCalc（退出TFCalc）如果當前膜系沒有保存，TFCalc會詢問你是否保存。About TFCalc（關于TFCalc）給出一些TFCalc的信息，包括你所購買的程序的序列號。Edit Menu（編輯目錄） GO TO TOP編輯目錄列出了標準Windows目錄，你可以使用這些命令來編輯你所需要的文本。下面主要講述每一個目錄項。Undo（撤銷命

12、令）Undo在當前的程序中是無效的，如果你犯了錯誤，此命令對你沒有任何幫助。Cut（剪切）移除你選定的文本，文本被保存在剪切板里。Copy（Copy）復制你選定的文本，文本被保存在剪切板里。Paste（粘貼）將剪切板里的內容插入光標所在的位置。Clear（清除）將選定的文本擦除。Options Menu(選項目錄) GO TO TOP 當特定窗口（例如膜層、目標、圖表）被激活時，此目錄顯示。下面主要介紹前五個目錄項。因為選項1、2和3是特定為各自窗口服務的，需要查閱相關部分來獲取更多細節。Add（增加）在激活窗口中增加輸入的數量。例如，在膜系設計中增加前表面膜層數量，先選定前表面膜系窗口再選此

13、命令。Delete（刪除）在激活窗口中減少輸入的數量。例如，在膜系設計中減少前表面膜層數量，先選定前表面膜系窗口再選此命令。Print（打印）打印激活窗口的內容。例如，打印膜層數據，先選定前表面膜系窗口再選此命令。Copy and Append （復制和添加）此命令讓你可以將已有的膜系信息復制到當前膜系中，選定此命令，windows標準對話框會出現供選擇源文件。Modify Menu（修改目錄） GO TO TOPEnvironment（環境參量）當打開一個新的或從磁盤讀出一個文件時，此窗口會彈出。這些信息叫做膜系設計環境。Reference wavelength（參考波長）與指定膜層1/4波

14、長（QWOT）相關，改變參考波長TFCalc將優先改變光學厚度，繼而所有膜層的物理厚度也隨之改變。通常用o來表示。 Incident medium （中間介質）中間介質是在基底目錄下的選項，此名稱在使用前必須先定義。如果它是吸收材料，TFCalc會提醒用戶并假定消光系數k=0。Illuminant （光源）光源目錄下的選項，在使用之前必須定義。Incident angle （入射角）就像在示意圖所示，入射角是指從法線到基底平面的角。Substrate（基底）基底是在基底命令下的選項，此名稱在使用前必須先定義。基底被看作是一個沒有干涉效應的塊狀介質。而如果它是吸收材料那么就看作只有衰減效應的介質

15、。Thickness（厚度）指基底的物理厚度，以毫米做單位。Exit medium （出射介質）在基底目錄下的選項，此名稱在使用前必須先定義。如果基底材料與出射介質相同（沒有back layers），那么基底可看作是無限大厚度的（在后表面沒有反射）；如果他們不同，那么就要考慮到若干反射。同樣的，如果基底材料與出射介質相同（沒有back layers），那么計算所得的透過率就是基底的透過率，如果不等，那么基底的透過率就可以計算出來。Detector （探測器）在探測器目錄下的選項。此名稱在使用前必須先定義。在為探測器設計一個濾光器時要指定一個探測器，除此之外最好選擇IDEALFirst Surf

16、ace（第一面）First Surface是指前面或后面，“前面”指光從第一層膜入射，“后面”指光從出射介質入射。當數據輸入完畢時點擊OK（或Return或Enter)。Analysis Parameters（參量分析）將顯示Set Analysis Parameters（參量分析設置）窗口。如果你點擊Cancel（取消）你所做的一切改動將被忽略。當定義了不止一個環境參量時，你可以使用Environment pop-up目錄來選擇一個環境，被選擇的環境參量叫做當前環境參量。要獲得更多信息，參看 Environments Window（環境參量窗口）Stack Formula (膜堆) 此項使你

17、可以用公式輸入一個膜堆。公式最長可由32000 個字符組成，最多可以包括由26個單個字母組成的標識。就像上面所述的“L”和“H”。使用"<<"和 ">>"按鈕增加更多的標識。注意基底在緊靠第一層膜的左邊。公式的語法十分簡單。 任何次序的標識可以相互放置在一起，例如：ABCCCBA標識可用圓括號分分組，例如：(ABC)在右邊圓括號必須跟注脫字符號()和一個整數，例如：(ABCBA)10乘號優先于任何標識符或膜層組，例如：1.2 (0.5 A B 0.5 C)2可使用組系數，如：G1 (HL)5 G2 (HL)5 表示前10層膜在組G

18、1里，后10層膜在組G2里。為了清楚起見可以在任何地方使用空格，例如： ( 1.5 A 2.3 B .7 C )5 (ABC)2.在輸入公式后，就應該輸入標識的意義了。你必須對公式中用到的每一個標識材料所代表的厚度、是否優化此層、屬于哪一組進行指定。如果是光學厚度優先（在configure配置窗口中設置），那么厚度的值就假定為QWOT（Quarter-Wave Optical Thickness1/4波長）。另外，物理厚度單位為毫微米（十億分之一米）。你也可以使用"qw"（quarter-wave）或"nm" 來表明厚度單位。如果你要使用組，那么必須在輸

19、入公式前在Groups窗口中事先定義。在表格中切換是最好用Tab按鈕。當你選定Generate Layers（產生膜層）按鈕時，程序會依照膜層公式來改變Front layers（前表面膜層）窗口的內容。如果你選定Cancel（取消）按鈕就不會有任何改變。如果你已經對膜層窗口做了實質的改動，你可以使用Clear Formula（清除公式）按鈕擦除膜層公式來避免你在使用膜堆公式設計時意外地取代前表面膜層。Layers - Front /Back（前/后表面膜層） 顯示基底前/后表面膜層，基底兩側最多可各有5000層膜。有兩個膜層窗口：前表面窗口和后表面窗口。這些窗口顯示組成膜系的膜層信息。對每個膜

20、層你必須指定以下信息：material（材料）:必須是在材料庫或在機動材料窗口中定義過的材料。在QWOT中的1/4波長或物理波長：注意每一層只有一個厚度需要輸入，如果輸入光學厚度，那么將會計算物理厚度，反之亦然。如果膜層內含有在一定波長有明顯吸收的材料，那么就不可能計算通常的1/4光學厚度。在此情況下，程序會顯示n/a或QWOT的相近值。查看configuring TFCalc獲取更多信息。是否需要優化膜層。膜層屬于哪一組。如果你需要使用組，就要先在Groups window中對其定義。是否限制膜層厚度。以納米或1/4波長為單位給出厚度最小和最大值。是否需要用Needle法在優化過程中加入膜層

21、。同樣查看Layer Window Options。Groups （組） 顯示組的數據，此選項使我們可以對一組膜層用同一種方法對待。例如，當在組1內輸入單數膜層在組2中輸入雙數膜層后，我們很容易只將組1中的膜層厚度增加10，最多可分5000組。對每一組你必須輸入：The group "Factor" （組因數）在給定組中與膜層厚度相成的系數。此數值通常從1.0開始，膜層的實際厚度可以將膜層窗口中的厚度和其組的組因數相成得到。在優化過程中是否要改變組因數。在優化過程中是否約束組因數。如果約束值為yes，那么最小和最大組因數值。當組窗口在最頂時，你可以使用Options men

22、u來演示多種操作。除增加、刪除、打印、復制和添加組之外，此目錄還有另外一項選項：Normalize Groups（規格化組）命令是將每一層的厚度與組因數相乘后將結果保存為膜層新的厚度，然后將所有組因數值設為1.0，例如，將組1中所有膜層厚度增加10，就可以將組1的組因數值設為1.1然后使用此命令。Targets Discrete（單點目標） 顯示優化膜系的單點目標。單點目標是在單點波長上的目標。程序可以幫助你設計多達5000層具有指定折射率、透過率、吸收率、PSI、密度、顏色、亮度或相移的膜系。在所有優化開始前必須輸入目標，對每一個單點目標你必須指定：目標是光強I或是相位P（也有顏色、光源和導

23、數型目標，但是最好是在添加顏色目標和生成導數目標命令下設定）。用戶需要優化的數量：通常為折射率（R）或透過率（T），也可以是吸收率（A）、PSI（P）或密度（D）。可以輸入折射率和透過率的乘積如R*T, Rp*Ts, or Rs*Tp。下標p和s代表偏振光種類。如果輸入R*T就可以在窗口中選擇優化Rs*Ts、 Rp*Tp或Rave*Tave。Polarization偏振目標：P或S代表純偏振光；A代表平均偏振光；D代表P-S偏振光的差值。舉例說明，如果目標是折射率，那么平均偏振光為0.5×(Rp + Rs)，差值為Abs(Rp - Rs)。target wavelength（目標波長

24、）（在Configure對話框中選定的單元）incident angle（單位為度）：在光發出的介質中測量所得。target value（目標值）單位由目標類型決定。以百分數顯示像折射率和透射率之類的強度目標；以度為單位顯示相位和PSI目標。R*T的乘積在0到100內。任何目標可以是不等式，就是說目標值可以由>（或<）號來表示結果大于（或小于）目標值。tolerance（公差）公差的翻轉叫做權重因子。參照評價函數來確定此公差的使用。雖然1.0的公差通常是滿足要求的，但你可以減小公差值來降低計算值與目標值之間的差距。注意所有的公差值是相關聯的，如果所有的公差相同，那么同所有公差為1.

25、0時的效果相同。environment（環境）在傳統膜系設計下其值為1。然而然后定義了multiple environments多重環境那么你可以在此輸入環境參量的數值。同樣參看Target Window OptionsTargets Continuous（連續目標） 顯示優化膜系的連續目標。連續目標是在連續波長上的目標。最多可有100個連續目標。不論是單點或連續目標都必須在優化前輸入。對每一個理想目標，你必須設定：優化目標是強度I或是相位P。優化的數目。通常為折射率(R)或透射率(T)。也可以是吸收率(A)、PSI(P)或密度(D)。可以輸入折射率和透過率的乘積如R*T, Rp*Ts, or

26、 Rs*Tp。下標p和s代表偏振光種類。如果輸入R*T就可以在窗口中選擇優化Rs*Ts、 Rp*Tp或Rave*Tave。P或S代表純偏振光；A代表平均偏振光；D代表P-S偏振光的差值。舉例說明，如果目標是折射率，那么平均偏振光為0.5×(Rp + Rs)，差值為Abs(Rp - Rs)。The polarization of the 目標開始和結束的波長（單位為Configure對話框中設定的目標類型）。incident angle（單位為度）：在光發出的介質中測量所得。目標值的起始和終點單位由目標種類決定。以百分比描述像折射率和透射率之類的強度目標；以度來顯示相位和PSI目標。R

27、*T的乘積在0到100內。任何目標可以是不等式，就是說目標值可以由>（或<）號來表示結果大于（或小于）目標值。tolerance（公差）公差的翻轉叫做權重因子。參照評價函數來確定此公差的使用。雖然1.0的公差通常是滿足要求的，但你可以減小公差值來降低計算值與目標值之間的差距。注意所有的公差值是相關聯的，如果所有的公差相同，那么同所有公差為1.0時的效果相同。environment（環境）在傳統膜系設計下其值為1。然而然后定義了multiple environments多重環境那么你可以在此輸入環境參量的數值。當連續目標窗口為最頂時你可以使用選項命令來增加、刪除、打印復制和添加目標。

28、注意在結合單點目標和連續目標；如果公差相同，那么單點目標與連續目標具有相同的權重因子。Comments（注釋） 顯示膜系的注示。你可以在注釋窗口中點擊鼠標來編輯內容。在特定地方輸入文字時用鼠標直接在要輸入文字的地方點擊。按回車鍵或用鼠標在另外一個窗口中點擊來結束編輯。所輸入的內容被保存在膜系文件中。在注釋窗口中的頁眉部分的文字將在一些窗口和打印出來的remark項后顯示。當注釋窗口為最頂時你可以使用Options menu來從另外的膜系文件中復制或添加內容或打印注釋。Variable Materials（機動材料） 顯示多達150種可改變參數的膜層材料。機動材料不像在材料庫中的材料，它是膜系設

29、計過程中的一部分；就是說你可以給每一個所設計的膜系不同的材料。你可以在任何使用材料的地方使用機動材料。對每一個機動材料你必須設定：機動材料的名稱。每一個機動材料必須有一個唯一的名稱。同樣不能同材料庫中的材料名稱相同。使用機動材料時只需要在膜層窗口中輸入材料的名稱。機動材料的原始系數（N和K）。機動材料可能具有的最小和最大折射率（N），在優化過程中才使用到此限制。是否優化機動材料的折射率（N）。機動材料可能具有的最小和最大消光比率（K），在優化過程中才使用到此限制。是否優化機動材料的消光比（K）。注意：單純形法不改變此系數。當機動材料窗口為最頂時，你可以通過選項目錄來增加、刪除、復制和添加機動材

30、料。在對兩種材料的結合在膜系生成過程中不斷變化的膜系進行試驗時就要用到機動材料。這種膜系可以有許多薄膜層模擬而成，每一膜層的系數都與前一膜層系數略微不同。例舉例來說，模擬一個系數（1.5到2.5）隨厚度成線形變化的膜系時，你可以輸入11個機動材料，它們的系數為1.5，1.6，1.7，2.5，在Front Layers窗口中加入等厚的機動材料。機動材料還可以用來確定未知層的系數。在這種情況下，優化目標值會被分光光度法或ellipsometric法的數據。參看附錄C獲得更多信息。機動材料的另外一個用途是尋找單層或多層膜的理想系數；這時通過equivalent stack computation計算

31、得到的HLH或LHL膜堆就可以用來取代機動材料。Environments Environments Window(環境參量窗口) GO TO TOP 多重參量對設計由不同條件控制膜系特性的膜系時是很重要的。（例如不同光源、不同入射出射介質、不同基底、或比如探測器）如果所設計膜系中的膜層折射率是受外界影響的（例如溫度、光強、電流、磁場、濕度）那么就要用到此窗口的Active materials（活動材料）。多重環境可用來設計折射率由入射角和偏振來決定的雙折射基底。在Environment環境窗口中你必須指定:Incident medium （中間介質）中間介質是在基底目錄下的選項，此名稱在使用前

32、必須先定義。如果它是吸收材料，TFCalc會提醒用戶并假定消光系數k=0.Substrate（基底）基底是在基底命令下的選項，此名稱在使用前必須先定義。基底被看作是一個沒有干涉效應的塊狀介質。而如果它是吸收材料那么就看作只有衰減效應的介質。Thickness（厚度）指基底的物理厚度，以毫米做單位。Exit medium （出射介質）在基底目錄下的選項，此名稱在使用前必須先定義。如果基底材料與出射介質相同（沒有back layers），那么基底可看作是無限大厚度的（在后表面沒有反射）；如果他們不同，那么就要考慮到若干反射。同樣的，如果基底材料與出射介質相同（沒有back layers），那么計算

33、所得的透過率就是基底的透過率，如果不等，那么基底的透過率就可以計算出來。Detector （探測器）在探測器目錄下的選項。此名稱在使用前必須先定義。在為探測器設計一個濾光器時要指定一個探測器，除此之外最好選擇IDEAL最多可以有三個折射率隨外部條件變化的機動材料。光入射的第一個面：前表面或后表面。一般為前表面，也就是說光從入射介質發出。然而，我們可以對光從兩個面入射膜層進行環境定義。當使用機動材料時，每一個環境代表一個特定的外部條件。例如，如果外部條件是溫度，那么每一個環境參量代表一個不同的溫度。那么，對每一個環境參量來說機動材料的名稱就會改變。確保當前環境里至少有一個膜層使用在環境參量欄內（

34、加注星號）的機動材料。如果改變當前環境參量，TFCalc將在保持每一層物理厚度不變的情況下自動將機動材料加入膜系窗口。這些將在多重環境下根據優化目標進行優化時自動完成。需要注意的是當分析一個膜系時的當前環境參量，此參量在第一行將以星號標注。當Environments window（環境參量窗口）在窗口最上層時，你可以使用Options menu（選項目錄）來添加、刪除、打印、復制和應用環境參量。Materials (材料) GO TO TOP 此選項使你可以顯示和修改膜系材料。材料名稱按照字母順序排列。Substrates（基底） 此選項使你可以顯示和修改任何基底的光學參數。基底材料名稱按照字

35、母順序排列。入射材料和出射材料（例如空氣和水）是與基底材料存放在一起的。Materials and Substrates Windows 當任意一個窗口在最頂時，使用選項目錄來增加、刪除和打印材料和基底的名稱。在相應名稱上點擊來查看特定材料或基底的數據。當材料或基底數據窗口在最頂時，使用Options Menu選項目錄來增加、刪除和打印材料和基底的名稱。當用戶選定Add Material增加材料或Add Substrate增加基底命令后就要輸入材料或基底的名稱。折射率數據在數據表格中給出或以分布函數形式給出。如果選定后者，那么就要為復雜折射率中的n和k值選擇函數類型。點擊OK會出現一個空白表格

36、或出現一個函數。表格中可以最多存儲1001個光學數據。當程序需要在一個超出表格所含的波長時它會用線形插補法推算其值；如果波長超出了設定范圍，那么就采用最接近其值的終點值。程序以波長為標準來保存數據。對所有的材料，參數N必須大于零，消光系數K對無吸收材料（電介質材料）為零。對吸收材料K>0。對For material exhibiting optical gain, K < 0. 注意在TFCalc中必須在Configure對話框中設定可以處理gain material。分布函數只在一定波長范圍內有效。此范圍隨著函數參量也在對話框中輸入。點擊打印按鈕打印分布函數參量。點擊Commen

37、t按鈕編輯函數的說明內容。點擊Convert按鈕將分布函數轉化為數據表格。對材料（和基底）使用Fit Data按鈕可以按照測試所得的數據找到相應的分布函數。參看附錄C獲得詳細信息。點擊OK就可對分布函數進行大量的逐項相符以保證函數對整個波長范圍內的折射率計算結果有效。注意：Schott玻璃公司現在使用Sellmeier 3分布函數描述其玻璃材料。然而Schott函數也被其他玻璃生產商所使用。注意Drude函數不能與其他函數混用；當你將Drude函數選作n，那么TFCalc會自動地選作k。同樣需要注意的是n和k是隱含地給出的；TFCalc使用程序來獨立確定n和k的值。在紅外和遠紅外區對金屬波長的

38、分布進行模擬時要用到Drude函數。如果用戶改變材料的折射率，那么每一使用此材料的膜層的厚度就會受到影響；程序會自動調整厚度；如果你選擇光學厚度作為優先量，那么物理厚度就會重新計算，反之亦然。注意：你在修改后必須關閉此窗口才能對當前的膜系設計產生效果。可以對每一種材料或基底作一簡短說明。也可以使用程序提供的選項來將用戶制作的文件中的材料和基底數據（包括內在的透射率數據）讀出。此選項在附錄A中有所描述。用戶也可以在文件中寫入數據使在其他軟件中使用這些數據更方便。每一種材料和基底的數據都單獨保存。例如，在MATERIAL欄中文件名為MGF2和在SUBSTRAT中文件名為GLASS。這樣做使復制數據

39、、與同事分享數據或將數據移動到此軟件在麥金托什機上的版本更方便。注意：如果你重命名或生成一個新文件，要保證文件擴展名正確無誤，材料和基底數據文件擴展名為MAT。Illuminants(光源) GO TO TOP 此選項使你可以顯示和修改任何光源的參數。光源名稱按照字母順序排列。在相應名稱上點擊來查看特定材料或基底的數據。當光源窗口為最頂時，Options menu選項目錄用來增加、刪除和打印光源名稱。還有以下選項：強度由百分比數給出。對表格中未給出波長的光源強度由直線內插法來確定其強度值；對超出范圍的波長光源強度值取最接近的終點值。每個光源可以有1001個數據。在Results menu 下的

40、Save as Illuminant命令可以將具有一定折射率或透射率的膜系保存為光源。注意：你在修改后必須關閉此窗口才能對當前的膜系設計產生效果。 Edit Illuminant Comments使用戶對光源進行簡短說明。Read Illuminant from File使用戶從文件中讀取光源數據信息。參看附錄A。Write Illuminant to File使用戶將數據寫入文件以備在其他軟件中使用。Normalize Illuminant使用戶可以依比例確定數據使最大光源強度達到100。Create Blackbody Illuminant使用戶創建在給定溫度下帶有黑體型譜的光源。依比例確

41、定光源數據使最大強度達到100。每個光源的數據都獨立保存。比如說，在ILLUMINA 欄內的WHITE。這樣使用戶方便地復制數據、與同事分享數據或將數據移動到此軟件在Macintosh（麥金托什機）上的版本更加容易。注意：重命名或創建新文件時要保證文件名最多包含8個字符并且擴展名是正確的；分布狀態數據使用ILL 擴展名。對使用IDEAL 探測器，AIR作為入射、出射介質和基底前后表面沒有膜層的膜系文件，光源以曲線形式顯示。你必須在Environment dialog中輸入光源名稱然后再analyze分析膜系。圖表窗口將顯示光源曲線。Detectors（探測器） GO TO TOP 此選項使你可

42、以顯示和修改任何探測器的參數。探測器名稱按照字母順序排列。當探測器窗口為最頂時，Options menu選項目錄用來增加、刪除和打印探測器名稱。在相應名稱上點擊來查看特定探測器的數據。強度由百分比數給出。對表格中未給出波長的探測器強度由直線內插法來確定其強度值；對超出范圍的波長探測器強度值取最接近的終點值。每個探測器可以有1001個數據。注意：你在修改后必須關閉此窗口才能對當前的膜系設計產生效果。 Edit Detector Comments使用戶對探測器進行簡短說明。Read Detector from File使用戶從文件中讀取探測器數據信息。參看附錄A。Write Detector to

43、 File使用戶將數據寫入文件以備在其他軟件中使用。Normalize Detector使用戶可以依比例確定數據使最大探測器強度達到100。每個探測器的數據都獨立保存。比如說，在DETECTOR欄內的IDEAL。這樣使用戶方便地復制數據、與同事分享數據或將數據移動到此軟件在Macintosh（麥金托什機）上的版本更加容易。注意：重命名或創建新文件時要保證文件名最多包含8個字符并且擴展名是正確的；分布狀態數據使用DET擴展名。對使用IDEAL 探測器，AIR作為入射、出射介質和基底前后表面沒有膜層的膜系文件，探測器以曲線形式顯示。你必須在Environment dialog中輸入探測器名稱然后再

44、analyze分析膜系。圖表窗口將顯示探測器曲線。Distributions（輻射分布） GO TO TOP 此選項使你可以顯示和修改任何輻射分布的參數。輻射分布名稱按照字母順序排列。用戶定義的輻射分布可以用作Cone-Angle Average（圓錐角平均光）計算。窗口顯示了可用輻射分布。當窗口為最頂時，Options menu選項目錄用來增加、刪除和打印分布名稱。在相應名稱上點擊來查看特定探測器的數據。強度由百分比數給出。對表格中未給出角度的探測器強度由直線內插法來確定其強度值；對超出范圍的角度輻射分布強度值取最接近的終點值。每個分布可以有1001個數據。注意：你在修改后必須關閉此窗口才能

45、對當前的膜系設計產生效果。 當分布數據窗口在最頂時，當窗口為最頂時，Options menu選項目錄用來增加、刪除和打印分布名稱。可以使用選項來從用戶創建的文件中讀取數據。此選項在附錄A中有描述。用戶也可以將數據寫入文件以使在其他軟件上使用數據更方便。Normalize Detector使用戶可以依比例確定數據使分布的最大強度達到100。每個探測器的數據都獨立保存。比如說，在DISTRIBU欄內的EQUAL。這樣使用戶方便地復制數據、與同事分享數據或將數據移動到此軟件在Macintosh（麥金托什機）上的版本更加容易。注意：重命名或創建新文件時要保證文件名最多包含8個字符并且擴展名是正確的；分

46、布狀態數據使用DST擴展名。Run Menu（運行目錄） Analyze Only(只分析) GO TO TOP 只分析命令程序計算當前膜系折射率、透過率、吸收率、PSI、密度、損耗和相移，它不改變膜層的厚度。在你需要修改一些參數并想看一下修改后的效果時是很有用的。一個狀態窗口會顯示分析的進程。提示你可以在分析的過程中隨時按Quit鍵退出。在Results menu（結果目錄）選擇Show Plot（顯示圖表）或Show Table（數據列表）可以顯示結果。Set Analysis Parameters（參量分析設置）使你可以設置分析膜系時的波長和/或角度范圍。在給定角度的一定波長范圍或給定波

47、長的一定角度范圍或一定波長和角度范圍內選擇一項作為研究膜系的條件。點擊相應的按鈕。 For a range of wavelengths（給出一定范圍的波長）輸入第一個波長和最后一個波長數值以及波長間的增量。可以對32000個波長的膜系設計進行分析。入射角定義為從法線到基底 的方向。For a range of angles（給出一定范圍的角度）輸入第一個角度和最后一個角度以及角度間的增量。可以多32000個角度的膜系設計進行分析。For ranges of both wavelengths and angles（給定波長和角度）輸入角度和波長數據，波長和角度數據的數量乘積不能大于32000。

48、 Optimize Design（優化設計） GO TO TOP Optimize Design（優化設計）命令使程序改變膜層的厚度或者組內的參數（和機動材料的指數）來使下面的merit function評價函數最小化：式中：m為目標的數目 k為method的乘方（冪）I為光源的強度D為探測器的效率T為連續目標值C為反射率、透過率等在目標波長和偏振等條件下的計算值。Tolj is 為目標的公差N為目標的標準化因子雖然函數公式看起來有些復雜，但在大多情況下I = D = Tolj = 1.0。對連續目標，上式的和由一系列的整數代替。數值(I D C - T) / N稱為目標偏離值。標準化因子的作

49、用就是將不同單元的數值同一到一致的衡量標準下。折射率、透過率、吸收率和亮度目標的標準化因子N為1.0；對相位目標N為1.8；對膜堆目標N為0.09；對顏色目標N為0.01。k為method的乘方（冪）,它對優化結果可產生重要的影響。程序允許k取一下值：1, 2, 4, 8, 16和Max。隨著k值的增大偏差也會增大，致使優化的方法來補償目標的偏差。注意：如果使用梯度或動態優化方法，if the gradient or variable metric optimization method is used那么當目標值為極限值時(例如，折射率為0或100%)冪取1。當k設定為Max，評價函數有最大

50、偏差。由于此函數不是平滑曲線，當k為Max時只應用單純形法。使用此目錄中的Set Optimization Parameters命令選擇膜層或組是否需要優化、優化方法和優化運算數目等。當優化膜層時，只有你選定的需要優化的膜層(以及機動材料)被優化。如果基底兩側都有膜層那么兩側膜層將 同時被優化。當優化組時，只有你選定的需要優化的組（以及機動材料）被優化。Global Search（全局查找） GO TO TOPGlobal Search（全局查找）使膜系設計者在全局范圍內尋找極值而不是在一個區域內。此目錄下的Set Global Search Parameters命令使用戶控制全局查找的各個方

51、面。Designs Generated （生成的設計）記錄包括已經排除在全局查找內的所有生成的設計方案。Designs Accepted（可接受設計）只記錄在全局查找范圍之內的設計方案。Possible Minimums（可能最小值）記錄尋找到的可能極小值，此數值隨全局查找過程而變化。Best Deviations（最優偏差）命令顯示可能最小值時設計方案的偏差。Status（狀態）目錄下有一個對正在進行的功能的說明。可以在任何時候點擊Stop Searching（停止查找） 按鈕來定制全局查找。在查找后（或在點擊Stop Searching按鈕后）Done（完成）按鈕就被激活，點擊Done可以

52、離開全局查找對話框。警告：點擊Done按鈕并不保存任何全局查找的結構。選擇Save Best Designs（保存最優設計）按鈕來保存有可能是區域最小值的設計方案。設計方案以前綴001，前綴002等為名稱保存。Optimize Designs（優化設計）按鈕使用戶可以同事優化多個設計；可以使用梯度優化法或變尺度優化法。Compute EFI(計算電場強度) GO TO TOP計算電場強度命令使程序在膜系內部計算其（平方）電場強度。使用此目錄下的"Set EFI Parameters"命令來指定要分析的波長和膜層。當計算電場強度時會出現一個過程窗口。你可以選擇Quit（退出）

53、來停止計算。當選擇Results menu（結果目錄）下的Show EFI Plot會顯示計算結果。Set EFI Parameters（設置電場強度參量）使你可以控制電場強度的計算。你可選擇你感興趣波長、膜層、分辨率和在入射介質還是基底中計算電場強度。在高分辨率模式下EFI在400點下計算，而對中底分辨率相應的有200點和100點。Compute Sensitivity(計算靈敏度) GO TO TOPCompute Sensitivity（計算靈敏度）選項命令程序確定膜系設計時的靈敏度來控制微小的生產誤差。（也叫做公差）。使用Set Sensitivity Parameters命令來設定期望的誤差值和運算的次數。程序會隨機改變膜層的厚度、分析膜系設計并記錄結果。計算靈敏度選擇與誤差范圍一致或小于誤差范圍的厚度。計算靈敏度時會出現一個過程窗口。可以按Quit（退出）按鈕來停止計算。 當選擇Results menu（結果目錄）下的Show Plot（顯示圖表）將顯示計算結果。計算結果窗口中的黑實線代表原始的膜系設計；其兩側最外部的實線為隨機改變厚度時，當有最大誤差和最小誤差時的曲線。當在Set Sensitivity Parameters 窗口中選擇quartil