TFCalc设计膜层方法指导(简单)

TFCalc设计膜层方法指导（简单）

假设我们要设计一个反射率>%高反膜系（波长10600nm）：

条件：

（1）基底材料：GaAs

（2）膜料：ZnSe，YF3

具体步骤：

1．点击TFCalc图标进入其操作界面：

图中弹出对话框，要求输入要编辑的文件名。因为我们是要新编膜系，则点击“取消”按钮，则只显示如下界面：

图中自左到右的菜单名称中文意思分别是：“文件”、“编辑”、“修改”、“运行”、“结果”、“杂项”和“帮助”。点击其中的任何一项将弹出其包含的菜单内容。

2．点击第一项“File”，弹出如下菜单项：

左图中的中文意思自上到下分别是：

新建膜系文件

重新打开膜系文件

关闭膜系文件

保存膜系文件

以其他的文件名保存膜系文件

恢复原始文件

打印膜系

打印设置

退出TFCalc

关于TFCalc

3．点击第一项“New Coating”弹出如下“编辑环境对话框”：

上图左边图中英文对应的中文意思分别是：

Angle角度Incident Medium入射介质

Substrate基底Front Layer基底前面

Back Layer基底后面Exit Medium出射介质

在上图的右边框内分别输入：

Reference Wavelength(参考波长)：1580

Illuminate（光源）：WHITE（白光）

Incident angle（入射角）：

Incident medium（入射介质）：AIR（空气）

Substrate（基底）GaAs（砷化镓）

Thickness（厚度）mm1（一般不考虑基底材料的厚度）

Exit medium（出射介质）GaAs（如果是透视膜系，则出射介质一般是空气）

Detector（探测器）：IDEA(理想探测器)

First Surface（第一面）Front

注：光源、基底材料、探测器应该分别在Illuminate、substrate、detector库中存在。这些库可以增减。4．点击下面的“Analysis Parameters”（分析参数）按钮，弹出下面的对话框：

因为本例我们考虑是入射角为0的条件，因此选中第一项的圆形无线电按钮------

Range of wavelengths（波长范围）（nm），其他的均不选。点击OK按钮，返回上一层对话框，再点击OK 按钮，显示如下的反射率与波长的关系曲线图（该图显示的没有镀膜情况下，基底材料的反射率）：

图上方的英文字符列出了该图成立的环境条件。

现在我们可以进入下一步具体的膜系结果设计，一般高反膜系的结构是(HL)^s H，其中s是大于0的正整数。

5．点击“Modify”菜单，弹出如下菜单选项：

左边菜单项从上到下对应的中文意思是：

环境

膜堆公式

前面层

后面层

组

单一目标

连续目标

注释

可变材料

环境

材料

基底

光源

探测器

分布

6．编辑膜系，有2种方法可以编辑膜系，下面我们分别介绍：

（1）使用膜堆公式

（a）选择“Stack Fomula”，弹出如下膜堆公式窗口：

图中的英文意思如下：

Enter the formula. The substrate is the left of the first layer：输入公式，基底在第一层的左边；

Material（材料）：后面框内输入材料名称

Thickness：厚度：后面框内输入厚度值（四分之一波长数），该值最好为大于0的正整数Optimize（优化）：后面的框内输入“yes”或“No”

Group（组）：后面的框内输入1

下面的3个按钮的意思是：

Generate Layers：生成膜系，完成后点击该按钮将生成膜系

中间是取消

Clear formula ：清除公式。点击该按钮将不保存已经输入的膜堆公式，否则将下次进入该对话框将出现上次输入的膜堆公式

输入膜堆公式，选择H （高折射率材料）和L(低折射率材料)等参数后的对话框如下：

如上图所示，膜堆公式为(HL)^8H ，省略了G ，完整的应该是G(HL)^8H ，意思是：GHLHLHLHLHLHLHLHLH 厚度选择“7”是因为我们在环境对话框中将参考波长选择为1580nm （已经调好波长值），最好是10600能整除的数，此地我们设为7，，7×1580nm 比较接近10600nm 。如果发现不合适可以调整该值。

点击“generate layers ”按钮，生成膜系

(b)选择“modify ”菜单中的第三项“Layer-Front ”，弹出如下窗口：

图中显示的是我们刚刚生成的膜系，用鼠标点击图下方滑动框的空白处，可以看到该膜系一共17层。图中的英文意思是：

Layer ：层；Material ：膜料；QWOT ：四分之一波长数；

Thickness (nm)：厚度（该厚度为物理厚度，与QWOT 是相关的，二者的关系：n*d=

N *4

1

，式中，n 是

膜层的折射率，

d 是膜层的物理厚度，λ是参考波长，N 是QWOT 。例如我们来计算第一层：d=

n

*4N

* =

028

.42*47

*1580=，与实际结果有偏差，可能是折射率数据或波长不是四分之一相关的原因）

Constran ：强制；Needles ：针优化

图形最上方是二个选择菜单（Options 和More Options ），其功能稍后再介绍。 至此我们已经完成了利用第一种方法膜系设计。

（2）直接在Layer-Front 窗口输入数据

（a ）选择“modify ”菜单中的第三项“Layer-Front ”，弹出如下窗口：

（b ）点击该窗口上方的Options （选择），则弹出如下菜单选项：

图中菜单选项自上到下的意思是： 增加前面膜层 删除前面膜层 打印前面膜层 从…拷贝前面膜层 从…附加前面膜层 前面膜层顺序倒转 合并前面膜层 计算等价折射率 计算等价膜堆 显示膜层总厚度

从文件….从读取膜层数据 将膜层数据保存在文件中 将膜层数据保存在剪切板 替代膜层数据

（c ）选择菜单选择项的第一项“Add Front Layers …”弹出下面对话框：