《TFC使用说明书(共31页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TFC使用说明书(共31页).doc（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上TFCALC translation ViaJCOP Ltd. 翻译人 嘉光集团镀膜事业部镀膜五厂上海市真南路854号Code Tel Contents目录IntroductionMenus Run Menu RealitivesIntroduction(说明）这是TFCalc薄膜设计软件。除了缺少图表说明外，它贴切得遵循TFCalc说明书的第一、二所提供的文件。你可以在TFCalc窗口或对话框内按F1来迅速获得此帮助。The Model（范例） 存储在光源数据库内的光源是以波长对光强的方式给出的。入射角度可以从0度到89.999度。基底和基底内部、外部的介质材料可在
2、基底数据库中选择。基底可以被看作是一大厚度层，它的厚度可以单独指定。注意的是基底可以是比如说空气之类的物质。基底和出射介质都有可能是吸收介质。前层膜与后层膜之间的材料是从材料库中选择的或者从可变材料库中选取的。现在的膜层极限是5000层。基底和材料的光学属性被存储在表格或反映反射率对波长关系的离散公式里。现在可以确定光从哪一个面入射：前或后层。也就是说，光可以从膜层的任意一个面入射。要获得这方面的细节还要看环境参量对话框。这样第一层是紧靠基底的一层。注意：如果基底和出射介质不同或有后层膜，反射率计算时就要考虑到后层膜。如果你想避免如此，出射介质就必须同基底材料一样而且没有后层膜。Capabil
3、ities（性能） TFCalc软件可以使你分析设计多层薄膜，他们的一些功能如下：它可以将反射率、透过率、吸收率、光密度、损失、颜色、亮度、PSI、基于反射后投射的相移和电场强度计算并绘制表格。它可以分析膜系设计同生产之间的误差。优化可以使误差最小化。膜层灵敏度可以计算并演示出来。可以在一系列圆锥角（就像集中的光束一样）和用户定义的辐射发散角内分析一个膜系。镀膜所用膜料、基底和外部介质可能是弥散或者吸收的，而内部介质却是弥散的。弥散公式可以用来给定膜料和基底的相关系数。基底或膜层的折射率（N和K）可以由测定的数据来确定。光源要详细说明。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
4、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the local minimum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
5、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。Menu
6、s(目录)File Menu（文件目录） 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：New Coating（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-NOpen Coating（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。快捷键：Control-OReopen Coating（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
7、开的膜系，当用户选定此命令时，膜系会显示在一个窗口中。Close Coating（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。Save Coating（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。快捷键：Control-SSave Coating as（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。Revert to Original（返回原始膜系
8、）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。Print Coating（打印膜系）打印当前膜系。快捷键：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。Exit TFCalc（退出TFCalc）如果当前膜系没有保存，TFCalc会询问你是否保存。About TFCalc（关于TFCalc）给出一些TFCalc的信息，包括你所购买的程序的序列号。Edit Menu（编辑目录） 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
9、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。Options Menu(选项目录) 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
10、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。Copy and Append （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。Modify Menu（修改目录） Environment（环境参量）当打开一个新的或从磁盘读出一个文件时，此窗口会弹出。这些信息叫做膜系设计环境。Reference wavelength（参考波长）与指定膜层1/4波
11、长（QWOT）相关，改变参考波长TFCalc将优先改变光学厚度，继而所有膜层的物理厚度也随之改变。通常用o来表示。 Incident medium （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。Illuminant （光源）光源目录下的选项，在使用之前必须定义。Incident angle （入射角）就像在示意图所示，入射角是指从法线到基底平面的角。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
12、。Thickness（厚度）指基底的物理厚度，以毫米做单位。Exit medium （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back layers），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back layers），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IDEALFirst Surf
13、ace（第一面）First Surface是指前面或后面，“前面”指光从第一层膜入射，“后面”指光从出射介质入射。当数据输入完毕时点击OK（或Return或Enter)。Analysis Parameters（参量分析）将显示（参量分析设置）窗口。如果你点击Cancel（取消）你所做的一切改动将被忽略。当定义了不止一个环境参量时，你可以使用Environment pop-up目录来选择一个环境，被选择的环境参量叫做当前环境参量。要获得更多信息，参看 （环境参量窗口）Stack Formula (膜堆) 此项使你可以用公式输入一个膜堆。公式最长可由32000 个字符组成，最多可以包括由26个单个
14、字母组成的标识。就像上面所述的“L”和“H”。使用按钮增加更多的标识。注意基底在紧靠第一层膜的左边。公式的语法十分简单。 任何次序的标识可以相互放置在一起，例如：ABCCCBA标识可用圆括号分分组，例如：(ABC)在右边圆括号必须跟注脱字符号()和一个整数，例如：(ABCBA)10乘号优先于任何标识符或膜层组，例如：1.2 (0.5 A B 0.5 C)2可使用组系数，如：G1 (HL)5 G2 (HL)5 表示前10层膜在组G1里，后10层膜在组G2里。为了清楚起见可以在任何地方使用空格，例如： ( 1.5 A 2.3 B .7 C )5 (ABC)2.在输入公式后，就应该输入标识的意义了。
15、你必须对公式中用到的每一个标识材料所代表的厚度、是否优化此层、属于哪一组进行指定。如果是光学厚度优先（在配置窗口中设置），那么厚度的值就假定为QWOT（Quarter-Wave Optical Thickness1/4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窗口中事先定义。在表格中切换是最好用Tab按钮。当你选定Generate Layers（产生膜层）按钮时，程序会依照膜层公式来改变（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
16、窗口做了实质的改动，你可以使用Clear Formula（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。Layers - Front /Back（前/后表面膜层） 显示基底前/后表面膜层，基底两侧最多可各有5000层膜。有两个膜层窗口：前表面窗口和后表面窗口。这些窗口显示组成膜系的膜层信息。对每个膜层你必须指定以下信息：material（材料）:必须是在材料库或在机动材料窗口中定义过的材料。在QWOT中的1/4波长或物理波长：注意每一层只有一个厚度需要输入，如果输入光学厚度，那么将会计算物理厚度，反之亦然。如果膜层内含有在一定波长有明显吸收的材料，那么就不可能计算
17、通常的1/4光学厚度。在此情况下，程序会显示n/a或QWOT的相近值。查看获取更多信息。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。Groups （组） 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：The group 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
18、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：Normalize Groups（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。Targets Discrete（单点目标） 显示优化膜系的单点目标。单点目标是在单点波长上的目标。程序可以帮助你设计多达
19、5000层具有指定折射率、透过率、吸收率、PSI、密度、颜色、亮度或相移的膜系。在所有优化开始前必须输入目标，对每一个单点目标你必须指定：目标是光强I或是相位P（也有颜色、光源和导数型目标，但是最好是在添加颜色目标和生成导数目标命令下设定）。用户需要优化的数量：通常为折射率（R）或透过率（T），也可以是吸收率（A）、PSI（P）或密度（D）。可以输入折射率和透过率的乘积如R*T, Rp*Ts, or Rs*Tp。下标p和s代表偏振光种类。如果输入R*T就可以在窗口中选择优化Rs*Ts、 Rp*Tp或Rave*Tave。Polarization偏振目标：P或S代表纯偏振光；A代表平均偏振光；D代
20、表P-S偏振光的差值。举例说明，如果目标是折射率，那么平均偏振光为0.5(Rp + Rs)，差值为Abs(Rp - Rs)。target wavelength（目标波长）（在对话框中选定的单元）incident angle（单位为度）：在光发出的介质中测量所得。target value（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（或0。对For material exhibiting optical gain, K 0. 注意在TFCalc中必须在对话框中设定可
21、以处理gain material。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Fit Data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。注意：Schott玻璃公司现在使用Sellmeier 3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
22、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。注意：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
23、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。注意：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。Illuminants(光源) 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，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
24、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 下的命令可以将具有一定折射率或透射率的膜系保存为光源。注意：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。 Edit Illuminant Comments使用户对光源进行简短说明。Read Illuminant from File使用户从文件中读取光源数据信息。参看附录A。Write Illuminant to File使用户将数据写入文件以备在其他软件中使用。Normalize Illuminant使用户可以依比例确定数据使最大光源强度达到100。Create Blackbody Illuminant使用户
25、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。注意：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。你必须在中输入光源名称然后再分析膜系。图表窗口将显示光源曲线。Detectors（探测器） 此选项使你可以显示和修改任何探测器的参
26、数。探测器名称按照字母顺序排列。当探测器窗口为最顶时，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。强度由百分比数给出。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。注意：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。 Edit Detector Comments使用户对探测器进行简短说明。Read Detector from File使用户从文件中读取探测器数据信息。参看附录A。Write Detector to File使用户将数据写入文件以备在其他软件中使用
27、。Normalize Detector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。注意：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。你必须在中输入探测器名称然后再分析膜系。图表窗口将显示探测器曲线。Distributions（辐射分布） 此选项使你
28、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（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，选项目录用来增加、删除和打印分布名称。在相应名称上点击来查看特定探测器的数据。强度由百分比数给出。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。注意：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。 当分布数据窗口在最顶时，当窗口为最顶时，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。用户也可
29、以将数据写入文件以使在其他软件上使用数据更方便。Normalize Detector使用户可以依比例确定数据使分布的最大强度达到100。每个探测器的数据都独立保存。比如说，在DISTRIBU栏内的EQUAL。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。注意：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DST扩展名。Run Menu（运行目录） Analyze Only(只分析) 只分析命令程序计算当前膜系折射率、透过率、吸收率、PSI、密度、损耗和相移，它不改变膜层的厚度。在你需要修改一
30、些参数并想看一下修改后的效果时是很有用的。一个状态窗口会显示分析的进程。提示你可以在分析的过程中随时按Quit键退出。在（结果目录）选择（显示图表）或（数据列表）可以显示结果。Set Analysis Parameters（参量分析设置）使你可以设置分析膜系时的波长和/或角度范围。在给定角度的一定波长范围或给定波长的一定角度范围或一定波长和角度范围内选择一项作为研究膜系的条件。点击相应的按钮。 For a range of wavelengths（给出一定范围的波长）输入第一个波长和最后一个波长数值以及波长间的增量。可以对32000个波长的膜系设计进行分析。入射角定义为从法线到基底 的方向。F
31、or a range of angles（给出一定范围的角度）输入第一个角度和最后一个角度以及角度间的增量。可以多32000个角度的膜系设计进行分析。For ranges of both wavelengths and angles（给定波长和角度）输入角度和波长数据，波长和角度数据的数量乘积不能大于32000。 Optimize Design（优化设计） Optimize Design（优化设计）命令使程序改变膜层的厚度或者组内的参数（和机动材料的指数）来使下面的merit function评价函数最小化：式中：m为目标的数目 k为method的乘方（幂）I为光源的强度D为探测器的效率T为连
32、续目标值C为反射率、透过率等在目标波长和偏振等条件下的计算值。Tolj is 为目标的公差N为目标的标准化因子虽然函数公式看起来有些复杂，但在大多情况下I = D = Tolj = 1.0。对连续目标，上式的和由一系列的整数代替。数值(I D C - T) / N称为目标偏离值。标准化因子的作用就是将不同单元的数值同一到一致的衡量标准下。折射率、透过率、吸收率和亮度目标的标准化因子N为1.0；对相位目标N为1.8；对膜堆目标N为0.09；对颜色目标N为0.01。k为method的乘方（幂）,它对优化结果可产生重要的影响。程序允许k取一下值：1, 2, 4, 8, 16和Max。随着k值的增大偏差也会增大，致使优化的方法来补偿目