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光學設計軟件

Essential Macleod 光學薄膜分析與設計軟件

星之球激光 來源:訊技科技2011-08-23 我要評論(0 )   

Essential Macleod 是一套完備的光學薄膜分析與(yu) 設計的軟件包﹐它能在所有 32 位的微軟視窗操作係統下運行,並且具有真正的多文檔操作界麵;它能滿足光學鍍膜設計中的各...

Essential Macleod 是一套完備的光學薄膜分析與(yu) 設計的軟件包﹐它能在所有 32 位的微軟視窗操作係統下運行,並且具有真正的多文檔操作界麵;它能滿足光學鍍膜設計中的各種要求,也能對波分複用( WDM )和密集波分複用( DWDM )濾波片進行測評;它可以處理從(cong) 超快光到顏色的各種性能參數;可以從(cong) 頭開始設計也可以優(you) 化已有的設計;可以勘測在設計中的誤差,也可以萃取設計用到的光學薄膜常數。
Essential Macleod 特色
容易使用,熟悉的窗口外觀與(yu) 感覺
完整的效能計算
用戶定義(yi) 的單位
設計改善
設計綜合
折射率改善
n 和 k 的導出
公差
色彩計算
材質管理
完全的支持服務
超快參數
調適性繪圖
設計與(yu) 分析工具
出版水準的圖形
匯出設計到 ZEMAX
Macleod 增益功能擴展。容易使用,熟悉的窗口外觀與(yu) 感覺
Essential Macleod 功能說明
效能計算 ( Performance Caculations )
Essential Macleod 提供了整組完整的效能計算。除了一般反射和透射計算外,也包括的密度、吸收,橢圓對稱參
數,超快參數( 群組延遲、群組延遲色散、三階色散 ) 、和多光色散。以可以進行色彩計算。公差的計算是要你有
能力分辨設計對微小厚度變化的靈敏度。
用戶定義(yi) 單位
單位通常對用戶的使用會(hui) 產(chan) 生問題,但在 Essential Maclead 則不會(hui) ,因為(wei) 實質上任何獨立變量的一致性單位都可以被使用。電子伏特或 Gigahertz 或頻率波數,埃或奈米或微米甚至微 - 英吋作為(wei) 波長單位皆可使用。單位間的轉換也很容易。
調適性繪圖
效能計算結果的調適性繪圖是 Essential Macleod. 的特色。可以自動調整繪圖的間隔來中實的顯現後續的條紋。如果不是調適性繪圖,條紋的大小可能會(hui) 漏失。
綜合
Optimac 技術也能以綜合的模式操作,以加入或移開膜層的方式,以符合規格的需求。綜合法可使用於(yu) 改進原有的設計,或是僅(jin) 由一個(ge) 材質表及一個(ge) 規格,即可創造新的設計。此圖顯示以這種方式的防反射膜層設計的過程。Optimac 是可以紀錄的。它維護了一個(ge) 完整的優(you) 化設計曆史,允許設計效能與(yu) 複雜度之間作取舍。
色彩計算
色彩計算,根據以下最為(wei) 常用的色彩規格 Tristimulus
Chromaticity
CIE L*a*b*
CIE L*u*v*
Hunter Lab
某些光源選擇是預先定義(yi) 好的,而你可以根據需要另作選擇。 CIE 1931 和 1964 配色函數也包含在內(nei) 。同要的你也
可以另訂你所需要的。如同能計算透射及反射的色彩,色彩也可以改善法或綜合法的標的物來定義(yi) 。
設計工具
Essential Macleod 提供不同種類的工具,來支持設計過程。 . Editing ( 編輯 ) 工具使得設計的操作更為(wei) 容易。這些工具包括:設計中進行膜層反轉,變更所有設計材質,以公式設計,厚度成比例增減,匹配角度計算,及刪除,非鄰接膜層的複製及貼上。類似的工具亦可編輯需求規格、材質資料、表格以及圖形。也提供能設計感應透射濾波器 (Induced Transmission Filters) ,非偏振邊濾波器 (Non-polarising Edge Filters), 以及等效 (Herpin) 膜層參數的計算。 Induced Transmission Filter 工具計算特定金屬層的位能透射率,及計算需要匹配濾波器與(yu) 四分之一波電介質膜層的厚度。它也可以使用於(yu) 從(cong) 一特定的吸收材質的既定厚度 . , 決(jue) 定最大可能的透射率。 The Non-polarising Edge Filter 工具,根據五膜層雙材質對稱形結構,創造出初始的對稱周期設計。最外層膜層可以之後被改善,匹配濾波器設計與(yu) 基底,和入射介質。
逆向工程( Reverse Engineering )
Essential Macleod 可對在製造過程中生成的誤差 提供鑒定支持;這方麵支持是通過純化( Simplex )優(you) 化法的改進而達到的。 純化優(you) 化法可對折射率和厚度進行優(you) 化。對於(yu) 製造過程中的誤差率特點和其他問題,通過各種方式對這些特征進行不同方麵的約束, 純化優(you) 化法可方便的解決(jue) 。這些約束條件可以逐漸改變或者取消,以得到最後的解決(jue) 方案,並由此表明可能誤差的性質和大小。 而折射率的變化是以存儲(chu) 密度改變的形式來表征。如果需要的話,我們(men) 也可以通過調整既有材料的存儲(chu) 密度以創建出新的材料。
優(you) 化( Refinement )
Essential Macleod 提供了 Optimac 、非線性純化法( Nonlinear Simplex ) 、模擬退火法( Simulated Annealing ) 等優(you) 化 方法。在一般條件下,因為(wei) OptiMac 的強大功能, 我們(men) 推薦使用這種優(you) 化法;而 Simplex 則較為(wei) 快速和穩定 ;作為(wei) 一種統計型 方法, Simulated Annealing 在阻抗型的情況裏會(hui) 很有效,但相對 耗時。在優(you) 化的工程中,為(wei) 了使膜層的厚度無法改變,我們(men) 可以鎖定該膜層。 Linking 法可以步進式的導致厚度的改變。優(you) 化對象可以以計算性能參數來定義(yi) ,例如:顏色,波長(或頻率)、 入射角、質量以及公差。對象連接使得更加複雜的優(you) 化功能得以實現。對於(yu) 不同波長和不同入射角的情況而言,對象發生器可協助 創建多對象。 使用 Optimac 、 Nonlinear Simplex 、 Simulated Annealing 進行改善 . 我們(men) 推薦在正常情形下使用 Optimac ,它是一個(ge) 很好 的改善技術。 implex 則較為(wei) 快速和穩定。 . Simulated Annealing 視為(wei) 統計技術可以有向的使用於(yu) 抗拒性情況,但是耗時。 在改善的過程中膜層可以被鎖定以防止其厚度的變化。 Linking 可以步階式的改變厚度。 要改善的標的物可以定義(yi) 為(wei) 任一效能計算結果的參數,像是顏色、波長 ( 或是頻率 ) ,入射角,重量以及公差。標地物允許更為(wei) 複雜的評價(jia) 函數。一個(ge) 標的物產(chan) 生器可以幫助在不同的波長和入射角,創造多標的物。
分析工具( Analysis Tools )
其他分析工具包括:導納軌跡法( Admittance diagrams )、環形圖法( Circle Diagrams ,反射係數 reflection coefficient) 以及電場圖( Electric Field plots ) 。電場圖可以計算電場的絕對振幅值,這使得使用者可以比較多膜層的能量吸收﹐以估算 相對的損耗可能性;或是同一膜層不同波長的能量吸收。但這種方法對相對場的計算而言並不適合。導納軌跡法以及環形圖法則可 幫使用者了解設計是如何進行的, 通過導納或者複振幅係數的從(cong) 係統中的後層到前層的轉換,這種方法將不同膜層的作用轉換至 一層單層膜,由此可以被視做一套完整的直觀記錄方法。
材料管理( Materials Management )
實際的材質會(hui) 顯現其光學常數的色散,這與(yu) 波長有關(guan) 。實際的計算必須包含這些變動。每一種材質貯存於(yu) 隨波長改變的折射率和消光係數的表格中。這允許對任一種色散建模。強大的編輯工具包括曲線外插,匯入/ 匯出功能等等,都非常容易使用。 材質行為(wei) 通常不盡理想而且光學常數常常會(hui) 隨特定的鍍膜機器和鋪置參數變動。操作條件也會(hui) 影響材質性能。舉(ju) 例來說,一個(ge) 冷卻的紅外線濾波器其作業(ye) 效能可能迥異於(yu) 室溫下的效能。多重材質數據庫因而也有提供。設計能夠很容易的由一個(ge) 材質數據庫移到另一個(ge) , 始能探討溫度與(yu) 鍍膜工廠不同的效應。多重材質數據庫還有另一優(you) 點。例如,它們(men) 允許屬於(yu) 客戶的數據庫被獨立隔離保護。
導出係數 N 和 K ( N & K Derivation )
雖然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料數據庫,但是通常對於(yu) 某一特定的鍍膜廠商,很可能會(hui) 需要製造與(yu) 數據庫中存儲(chu) 的材料的光學常量不盡相同的光學薄膜。針對這種情況,根據分光光度計對測試薄膜的折射率和透射率的測量結果, N&K 導出法可方便地導出 n 與(yu) k 的值。在封裝中使用這種方法是以包裝技術為(wei) 基礎的,也十分的穩定。這種方法可以應用於(yu) “全透射”,“全反射”或者同時具有透射和反射的情況。根據得到的數據,我們(men) 可以檢測出膜層的多相性,或者吸收率或者同時兩(liang) 方麵的結果。
公差
Essential Macleod 的公差能力允許你探查設計相對於(yu) 製造誤差的靈敏度。可以比較不同的設計以挑選出最優(you) 者。雖然設計可能相似, 其靈敏度則不然,由此公差特性即可顯示。
支持服務
Thin Film Center is 所提供的服務可以說是業(ye) 界最好的。在維護期間的會(hui) 員 (Members of the Update Service) 通常會(hui) 有最新版的 軟件,而且免費的 35+ 年經驗支持的技術服務。他們(men) 也能收到有新聞、導覽、小常識的季刊。這些服務再購買(mai) 軟件的第一年都是免費的,年維護費或在一年後才收取。Thin Film Center 也針對一般設計以及鍍膜製造,開授定期課程。此外也不斷的提供最好的 Essential Macleod 及其增一功能。
Essential Macleod 可增益功能的模塊
Runsheet
這個(ge) 工具可設計鍍膜製程,包含機器配置編輯器以及跑單生成器。機器配置中貯存了鍍膜機的詳細設置,材料源以及製具因子以及監控係統。使用者可使用跑單生成器對既定的機器配置,進行鍍膜設計的監控規劃。該工具除了可同時具備光學與(yu) 晶體(ti) 監控功能外,也包括諸如動態加工因子和係統帶寬等高級特性。
Simulator
對於(yu) 公差問題, Simulator 通過蒙特卡羅( Monte Carlo )法在實際模型控製過程的擴展來進行解決(jue) 。通過一個(ge) 由Runsheet 創建 的控製計劃, Simulator 可模擬薄膜澱積控製,引入隨機和係統效應,例如信號噪聲,加工因子的變動,封裝密度誤差等等,以及 顯示這些參數對於(yu) 鍍膜製程的最終模擬結果的效應。
Monitorlink
Monitorlink 提供將 Runsheet 連結到一個(ge) 澱積控製器的額外軟件。一個(ge) 獨立的程序與(yu) 控製器直接連接,而且一個(ge) Runsheet 的擴展 也賦予其產(chan) 出和編輯澱積程序的功能。
VStack
VStack 是一種計算與(yu) 優(you) 化的工具﹐它也能計算這些係統中斜射光的效應。當光束斜入射時,初始為(wei) p- 偏振態的光線最終會(hui) 以 p - 偏振態從(cong) 係統出射。同理,原本是 s - 偏振態光也會(hui) 以 p - 偏振態出射,我們(men) 稱此為(wei) 偏振泄漏(polarization leakage) 現象。 VStack 能計算泄漏的大小而且提供泄漏元件的 Delta 值。
Function
一些法向反射﹑透射﹑或是相位的計算通常需要非常龐大的計算量才能求得結果。電子數據表並不是一種合適的解法,一方麵因為(wei) 它不方便進行插值操作,另一方麵在處理不同數量的數據組字時會(hui) 有困難。但 Function 可以完全自動計算,其簡單宏指令中的 操作 ( 具有內(nei) 建的編輯器和語法檢查器 ) 能允許一再重複相同的計算。
DWDM Assistant
DWDA Assistant 可自主 設計一組多腔濾波片,以滿足用戶的不同規格,設計結果可以根據一些諸如總厚度﹑預計澱積時間等等 規範排序。 

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