Essential-Macleod光学薄膜设计与分析软件简要使用说明教学提纲
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Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明
Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明1.概述1.1 软件简介Essential Macleod是一款功能强大的光学薄膜设计和分析软件。
它提供了制定多层光学薄膜的设计方案、计算光学参数、模拟光学特性等一系列功能。
本文档将为您提供Essential Macleod软件的使用指南，帮助您快速上手并进行光学薄膜的设计和分析工作。
2.安装和配置2.1 硬件需求在安装Essential Macleod软件之前，请确保您的计算机满足以下最低硬件配置要求：- 处理器：双核 2 GHz 或更高- 内存.4 GB 或更多- 存储空间：至少 10 GB 的可用空间- 显示器分辨率.1024x768 或更高2.2 安装步骤根据您的操作系统类型，按照以下步骤进行安装：- Windows 用户：1.最新的 Essential Macleod 安装程序。
2.双击安装程序并按照提示进行安装。
3.在安装过程中，选择安装路径和其他选项。
4.完成安装，启动 Essential Macleod。
- macOS 用户：1.最新的 Essential Macleod 安装程序。
2.双击安装程序并按照提示进行安装。
3.在安装过程中，选择安装路径和其他选项。
4.完成安装，启动 Essential Macleod。
2.3 配置软件在首次运行 Essential Macleod 软件时，您需要进行一些基本的配置设置，包括选择语言、设置单位、配置默认保存路径等。
按照软件提示进行相应的配置即可。
3.主要功能介绍Essential Macleod 提供了多个主要功能模块，包括设计、分析、模拟等，让您能够完成光学薄膜的设计和分析工作。
3.1 设计模块在设计模块中，您可以进行以下操作：- 添加基底材料：选择基底材料，并设置相关参数。
- 添加层：添加光学薄膜的层，并设置层的材料、厚度等属性。
Essential Macleod 说明书
2016/1/10
版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司
37
Color
• 颜色计算的设置。
2016/1/10
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3D Plot
• 画一个 3D plot。 坐标轴的具体的设置在 Parameters>>3D performance里面。
2016/1/10
2016/1/10
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Formula窗口
2016/1/10
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Generate Rugate…
• 用这个命令容易生成一个有皱褶膜(rugate coatings)模型。 • 用大量的分离的变化的折射率层模拟皱褶膜的连续变 化的折射率。折射率的变化用改变每层的packing density 来实现。 • Generate Rugate命令可以容易地指定折射率变化，并且 控制模拟皱褶结构的层的数目。
2016/1/10 版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司 5
系统需求
• 完全与Microsoft® Windows® 操作系统兼容， • Pentium 处理器 • 建议硬盘空间： 20-25Mb ， • 内存：128Mb
2016/1/10
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2016/1/10
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18
Design
• 控制显示的膜层顺序和计算公式顺序等。
2016/1/10
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EssentialMacleod光学薄膜设计与分析软件收集资料
n、k值导出
虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数 据库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材 料的光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这 种情况，根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率 的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。 这里采用的包络线方法十分稳定。这种方法采用“全透 射”，“全反射”或者透射和反射的数据。根据得到的 数据，可以检测出膜层的非均匀性，吸收或者同时两方 面的结果。
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达 到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成 也可用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格 里产生设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的 完整历史，从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡 点。
逆向工程
优化 （Rptimac 、非线性纯化 法（ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功 能强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速 和稳定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工 程中，我们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法 改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以 需计算的性能参数来定义，例如：颜色，波长（或频 率）、入射角、以及公差。对象连接使得更加复杂的优 化功能得以实现。对于不同波长和不同入射角的情况而 言，目标发生器可协助创建多目标。
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功 能。除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收 率﹑椭偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶 色散 ) 和光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公 差计算可使用户判定厚度微小变化对设计影响。
Essential-Macleod光学薄膜设计与分析软件简要使用说明教学提纲
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达到 需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成也可 用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格里产生 设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的完整历史， 从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡点。
逆向工程
2层减反膜导纳图（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]@550nm
2层减反膜反射率曲线图（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]@550nm
宽带减反膜
400—700nm 波长范围内减反射 初始膜系为[Air/L(SiO2)2H(TiO2）
编辑公式(Edit Formula)
公式( Formula)
• Symbol:用户 自定义（H,L 等）
• Packing Density:填充 密度=薄膜的 固体体积/总 的体积
• Medium:输 入膜系的结 构
定义厚度
• 光学厚度=nd/λ • 几何厚度= d/λ • 物理厚度= d • ¼光学厚度= 4nd/λ
高反射膜
Air/(HL)^s H/Glass
Air/(HL)^s H/Glass H：TiO2，L：SiO2，λ0 ： 1000nm，S=1
设计（S=1）
波长改为 1000nm
保存设计
编辑参数
X轴参数： 波长
Y轴参数： 反射率
反射曲线（S=1）
导纳参数
导纳图表
Air/(HL)^s H/Glass
工具菜单(Tools Menu)
选项菜单(Options Menu)
帮助菜单ห้องสมุดไป่ตู้Help Menu)
2019年-Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件-PPT精选文档
软件特点
性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位； 密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价 色散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入 射角、膜厚关系函数； 颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源； 用户可定义的观测； 材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的 温度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统； 材料数据容易输入；数据图标显示；强大的编辑器；
n、k值导出
虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数 据库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材 料的光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这 种情况，根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率 的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。 这里采用的包络线方法十分稳定。这种方法采用“全透 射”，“全反射”或者透射和反射的数据。根据得到的 数据，可以检测出膜层的非均匀性，吸收或者同时两方 面的结果。
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜 色匹配功能也包括在里面，其次你可以定义你要求的其 他颜色。颜色也可以作为一个优化和合成的目标列入清 单，计算透射和反射颜色。
macleod软件说明
工具•Essential Macleod包含大量的工具。
主要有：(1)Core: 设计编辑器,数据、目标等编辑器，输入/输出，材料管理，性能计算，优化和综合(Refinement and synthesis), 输出到ZEMAX, 导纳轨迹(Admittance loci), 电场,辅助设计，(2)vStack: vStack编辑器, vStack性能计算- 计算非平面平行(non-parallel-sided)基底和薄膜性能，(3)Runsheet: 机器配置和(Machine Configuration) Runsheet 编辑器，（4）Monitorlink: 特殊的Runsheet配置，输出监控程序，与特定控制器连接的标准工具( Free standing tool) ，（5）Function:操作编辑器(Operation editor)和语法检查程序(syntax checker), 函数求值程序(Function evaluator)，（6）Simulator: 沉积过程模拟器(Process deposition simulator)，（7）DWDM Assistant: 带通滤波器设计(bandpass filter designs)。
.dds:设计文件.npl:绘图文件.tbl:表格文件.moc:光学数据.dst:堆(stack)文件.np3:3维绘图文件.pmx：pmx文件File介绍－New…（1) Design：弹出带有缺省设计的设计窗口(2)Material：弹出一个建立新材料的表格窗口，可以输入光学常数和波长等数据，(3)Optical Constant：通过输入的数据得到反射率和透过率曲线，(4)Table：建立一个只读空白表格，栏目自定义，(5)Stack：打开基底和膜层合并的设计和分析的文本窗口，(6)vStack：打开不平行基底和膜层合并的设计和分析的文本窗口，(7)Substrate：建立材料内透过率的表格。
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功 能。除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收 率﹑椭偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶 色散 ) 和光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公 差计算可使用户判定厚度微小变化对设计影响射系数）图标法、 电场图法。电场图计算绝对的电场幅度，提供了几个膜 层能量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或 者同一膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及 环形图法则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过 导纳或者复振幅系数的从系统中的后层到前层的转换， 这种方法将不同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可 以被视做一套完整的直观记录方法。
Essential Macleod 可对在制造过程中生成的误差 提供鉴定支持；这方面支持是通过单一优化法的改进而 达到的。单一优化法可对折射率和厚度进行优化。通过 各种方式对不同方面的约束，分析找出制造过程中的误 差和其他问题。这些约束条件可以逐渐改变或者取消， 以得到最后的解决方案，并确定可能误差的性质和大小。 而折射率的变化是由堆砌密度改变来表征。
Essential Macleod光学薄膜 设计与分析软件
利方达有限公司
系统需要
完全与Microsoft® Windows® 操作系统兼容， Pentium 处理器 建议硬盘空间： 20-25Mb 内存：128Mb
软件介绍
Essential Macleod 核心麦克劳德是一套完备的光 学薄膜分析与设计的软件包，它能在微软视窗操作系统 下运行， 并且具有真正的多文档操作界面。它能满足 光学镀膜设计中的各种要求。既可以从头开始设计，也 可以优化已有的设计；可以观测在设计生产中的误差， 也可以导出薄膜的光学常数，是当今市场上最完善的薄
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件
公差
Essential Macleod's公差容量允许研究设计对制 造误差的敏感性。改变设计并进行可以比较，从而选择 最好的设计，尽管设计可能类似，但他们的对制造误差 的敏感性不同。
文件菜单(File Menu)
双击
Essential Macleod图 标进入文件 菜单
文件菜单(File Menu)
优化 （Refinement）
Essential Macleod 提供了 Optimac 、非线性纯化 法（ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功 能强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速 和稳定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工 程中，我们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法 改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以 需计算的性能参数来定义，例如：颜色，波长（或频 率）、入射角、以及公差。对象连接使得更加复杂的优 化功能得以实现。对于不同波长和不同入射角的情况而 言，目标发生器可协助创建多目标。
X轴参数
X轴的参数： 波长 波束 入射角 光学厚度 几何厚度 物理厚度
Y轴参数
Y轴参数：
反射率、透射 率反射位相、 透射位相、颜 色、(超速的 (ultrafast), 椭圆偏振量 ( ellipsomet ric)，以及波 长的0-3阶导 数等。
参数图
导纳分析工具
导纳图
例子
高反膜 减反膜 截止滤光片（长波通）
n、k值导出
虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数 据库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材 料的光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这 种情况，根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率 的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。 这里采用的包络线方法十分稳定。这种方法采用“全透 射”，“全反射”或者透射和反射的数据。根据得到的 数据，可以检测出膜层的非均匀性，吸收或者同时两方 面的结果。
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件
优化 （Refinement）
Essential Macleod 提供了 Optimac 、非线性纯化 法（ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功 能强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速 和稳定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工 程中，我们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法 改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以 需计算的性能参数来定义，例如：颜色，波长（或频 率）、入射角、以及公差。对象连接使得更加复杂的优 化功能得以实现。对于不同波长和不同入射角的情况而 言，目标发生器可协助创建多目标。
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜
偏振图（S=7）
兰色：S偏 振
绿色：平均
红色：P偏 振
1层减反膜设计
[Air/L(SiO2)/Glass]550nm
1层减反膜导纳图
1层减反膜反射率曲线
虚线是玻 璃的反射 率
实线是单 层减反膜 反射率曲 线
2层减反膜设计
[Air/L(SiO2)M(Y2O3)/Glass]550nm
Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明
逆向工程
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
软件特点
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
• 性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位； 密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价色 散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入射角 、膜厚关系函数；
• 颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源；用 户可定义的观测；
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
软件介绍
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
Essential Macleod 核心麦克劳德是一套完备的光学 薄膜分析与设计的软件包，它能在微软视窗操作系统下运 行， 并且具有真正的多文档操作界面。它能满足光学镀膜
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
Training Manual
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件简要 使用说明
利方达有限公司
系统需要
• 完全与Microsoft® Windows® 操作系统兼容， • Pentium 处理器 • 建议硬盘空间： 20-25Mb • 内存：128Mb
吸收材料在规定厚度的最大透光率。非极性化边缘滤光器
工具创建一个五层两种材料的对称结构的初始设计，最外 的膜层随后能被优化成相配的滤光设计。
EssentialMacleod光学薄膜设计与分析软件
0.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
宽带减反膜
宽带减反膜
导纳图
优化与综合
优化方式有： 目标设定 单纯形法 最佳寻优法 模拟退火法 共轭剃度法 牛顿叠代法 针法
目标参数
目标参数设定
选用单纯形法优化厚度
优化前后的反射率曲线对比
黑色：优 化前的反 射率曲线
颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源； 用户可定义的观测；
材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的 温度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统； 材料数据容易输入；数据图标显示；强大的编辑器；
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜
材料管理
实际材料会发生与波长有关的光学参数色散。实 时计算必须考虑到这些变化。每一种材质都以数据表存 储，该数据表包括随波长改变的折射率和消光系数，这 使得我们可以对任一种色散建模。诸如样条插值法 （ Spline Interpolation ）等功能强大的编辑工具结合输 入 / 输出功能后使得 Essential Macleod 简单易用
膜设计及分析软件。
软件特点
宽带减反膜
宽带减反膜
导纳图
优化与综合
优化方式有： 目标设定 单纯形法 最佳寻优法 模拟退火法 共轭剃度法 牛顿叠代法 针法
目标参数
目标参数设定
选用单纯形法优化厚度
优化前后的反射率曲线对比
黑色：优 化前的反 射率曲线
颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源； 用户可定义的观测；
材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的 温度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统； 材料数据容易输入；数据图标显示；强大的编辑器；
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜
材料管理
实际材料会发生与波长有关的光学参数色散。实 时计算必须考虑到这些变化。每一种材质都以数据表存 储，该数据表包括随波长改变的折射率和消光系数，这 使得我们可以对任一种色散建模。诸如样条插值法 （ Spline Interpolation ）等功能强大的编辑工具结合输 入 / 输出功能后使得 Essential Macleod 简单易用
膜设计及分析软件。
软件特点
EssentialMacleod光学薄膜设计与分析软件
2层减反膜导纳图（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
2层减反膜反射率曲线图（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
宽带减反膜
400—700nm 波长范围内减反射 初始膜系为[Air/L(SiO2)2H(TiO2）
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功 能。除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收 率﹑椭偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶 色散 ) 和光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公 差计算可使用户判定厚度微小变化对设计影响。
分析工具
分析工具包括导纳图标法、环性（反射系数）图标法、 电场图法。电场图计算绝对的电场幅度，提供了几个膜 层能量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或 者同一膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及 环形图法则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过 导纳或者复振幅系数的从系统中的后层到前层的转换， 这种方法将不同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可 以被视做一套完整的直观记录方法。
Air/(HL)^s H/Glass
Air/(HL)^s H/Glass H：TiO2，L：SiO2， λ0 ： 1000nm，S=1
设计（S=1）
波长改为 1000nm
保存设计
编辑参数
X轴参数： 波长
Y轴参数： 反射率
反射曲线（S=1）
导纳参数
导纳图表
Air/(HL)^s H/Glass
2层减反膜导纳图
2层减反膜反射曲线图
兰色：玻璃的 反射率曲线
红色：1层减 反膜的反射 率曲线
光学薄膜设计及Macleod软件使用-齐红基博士(上海光机所)
( ρ ,π − δ q ) =
E
ηq
( ρ,δ )
q
1
, ρ=
ηp
ηq
δq → π
⎛η ⎞ E →ηp ⎜ p ⎟ ⎝ ηq ⎠
1
2
25
薄膜的色散特性
群速度的色散 光学薄膜色散（GT腔）
26
群速度的色散
E (z, t ) = A (z, t ) ⋅ exp{i[ω ⋅ t − k (ω ) ⋅ z]} = E1 (t ) + E 2 (t) = E 0 ⋅ exp{i[ω1 ⋅ t - k (ω1 ) ⋅ z]} + E 0 ⋅ exp{i[ω 2 ⋅ t - k (ω 2 ) ⋅ z]} = 2 ⋅ E 0 ⋅ cos[Δk (z − Δω ⋅ t )] ⋅ exp{i[ω 0 ⋅ t - k (ω ) ⋅ z]} Δk
上述结果很容易扩展到多层薄膜，特征阵仅仅是单层薄膜特征矩阵 的乘积（注意矩阵相乘的顺序）
其中， 折射角度有Snell定律得到 振幅反射系数和反射率分别为：
10
势透过率与薄膜吸收损耗
势透过率 反射率 透射率 吸收率
T T = Ψ = 1− R T + A
⎛ζ B −C R=⎜ 0 ⎝ ζ 0B + C ⎞⎛ζ 0B − C ⎞ ⎟⎜ ⎜ζ B + C ⎟ ⎟ ⎠⎝ 0 ⎠
⎛ in0 CB * − BC * φ = arctg ⎜ 2 * ⎜ n BB − CC * ⎝ 0
(
)⎞ ⎟
⎟ ⎠
Δφ = φ p − φ s = arg(
rp rs
)
18
等效折射率、等效导纳和等效界面
等效折射率、导纳和界面概念 等效折射率理论推导
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件 (2)精品
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜
偏振图（S=7）
兰色：S偏 振
绿色：平均
红色：P偏 振
1层减反膜设计
[Air/L(SiO2)/Glass]@550nm
1层减反膜导纳图
1层减反膜反射率曲线
虚线是玻 璃的反射 率
实线是单 层减反膜 反射率曲 线
2层减反膜设计
[Air/L(SiO2)M(Y2O3)/Glass]@550nm
材料管理
实际材料会发生与波长有关的光学参数色散。实 时计算必须考虑到这些变化。每一种材质都以数据表存 储，该数据表包括随波长改变的折射率和消光系数，这 使得我们可以对任一种色散建模。诸如样条插值法 （ Spline Interpolation ）等功能强大的编辑工具结合输 入 / 输出功能后使得 Essential Macleod 简单易用
2层减反膜导纳图
2层减反膜反射曲线图
兰色：玻璃的 反射率曲线
红色：1层减 反膜的反射 率曲线
黑色： 2层减 反膜的反射 率曲线
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]@550nm
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]@550nm
macleod中文说明书资料
• 可以对已知的设计进行改进，或者根据设定的材料和 目标进行综合设计。
2017/9/24
版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司
2
软件介绍
• • • • 方便创建或编辑各种薄膜， 带有各种薄膜材料和基底材料库， 可以灵活地使用不同的单位， 设计结果可以输出到光学设计软件ZEMAX中去。
2017/9/24
2017/9/24
版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司
4
工具
（4）Monitorlink: 特殊的Runsheet配置，输出监控程 序，与特定控制器连接的标准工具( Free standing tool) ， （5）Function:操作编辑器(Operation editor)和 语法 检查程序(syntax checker), 函数求值程序(Function evaluator)， （6）Simulator: 沉积过程模拟器(Process deposition simulator)， （7）DWDM Assistant: 带通滤波器设计(bandpass filter designs)。
2017/9/24
版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司
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主菜单-Options
2017/9/24
版权所有 2004 讯技光电科技（上海）有限公司
14
General
2017/9/24
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15
Options介绍－－ General
(1)Data Sources ：上面的是当前材料文件夹的路径； 下南是参考文件夹的路径。
6
文件类型
• • • • • • • .dds:设计文件 .npl:绘图文件 .tbl:表格文件 .moc:光学数据 .dst:堆(stack)文件 .np3:3维绘图文件 .pmx：pmx文件
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件
入射介 质
基片
膜层材 料
厚度
编辑公式(Edit Formula)
公式( Formula)
Symbol:用户 自定义（H,L 等）
Packing Density:填充 密度=薄膜的 固体体积/总 的体积
Medium:输 入膜系的结 构
定义厚度
光学厚度=nd/λ 几何厚度= d/λ 物理厚度= d ¼光学厚度= 4nd/λ
2层减反膜导纳图
2层减反膜反射曲线图
兰色：玻璃的 反射率曲线
红色：1层减 反膜的反射 率曲线
黑色： 2层减 反膜的反射 率曲线
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
工具菜单(Tools Menu)
选项菜单(Options Menu)
帮助菜单(Help Menu)
定义材料文件夹(Define material
folder)
在选项菜单 下点击 General进 入定义材料 文件夹
新的设计(New Design)
新的设计(New Design)
入射角
设计波 长
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达 到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成 也可用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格 里产生设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的 完整历史，从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡 点。
逆向工程
偏振图（S=7）
兰色：S偏 振
基片
膜层材 料
厚度
编辑公式(Edit Formula)
公式( Formula)
Symbol:用户 自定义（H,L 等）
Packing Density:填充 密度=薄膜的 固体体积/总 的体积
Medium:输 入膜系的结 构
定义厚度
光学厚度=nd/λ 几何厚度= d/λ 物理厚度= d ¼光学厚度= 4nd/λ
2层减反膜导纳图
2层减反膜反射曲线图
兰色：玻璃的 反射率曲线
红色：1层减 反膜的反射 率曲线
黑色： 2层减 反膜的反射 率曲线
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
2层减反膜设计（非规整）
[Air/1.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]550nm
工具菜单(Tools Menu)
选项菜单(Options Menu)
帮助菜单(Help Menu)
定义材料文件夹(Define material
folder)
在选项菜单 下点击 General进 入定义材料 文件夹
新的设计(New Design)
新的设计(New Design)
入射角
设计波 长
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达 到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成 也可用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格 里产生设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的 完整历史，从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡 点。
逆向工程
偏振图（S=7）
兰色：S偏 振
Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件精品
设计工具
Essential Macleod提供一个多样化的工具支持设计 过程. 编辑工具使设计操作更容易。这些工具包括：膜 层逆转、材料替换、公式设计、膜厚缩放比例、匹配的 角度，不邻近膜层的剪切、拷贝和粘贴。强大的工具编 辑提供必要的规格、材料数据、表格和图表。
设计工具还包括透射滤光器设计、非极性化边缘滤 光器和平衡膜层（Herpin）参数的计算。透射滤光器工 具计算对指定的金属膜可能的透射率和相应1/4波长非 导电性介质膜的滤光的厚度要求。它也可以用在简单的 测量特殊吸收材料在规定厚度的最大透光率。非极性化 边缘滤光器工具创建一个五层两种材料的对称结构的初 始设计，最外的膜层随后能被优化成相配的滤光设计。
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达 到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成 也可用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格 里产生设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的 完整历史，从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡 点。
逆向工程
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以 采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微 米甚至微英寸。
颜色计算
颜色计算提供最通用的颜色空间： Tristimulus Chromaticity CIE L*a*b* CIE L*u*v* Hunter Lab 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜
源输入目标数据；链接； 分析和设计工具：导纳图表；反射系数图表；绝对电场
幅度图；非极化边缘滤波片设计工具件特点
性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位； 密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价 色散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入 射角、膜厚关系函数；
Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明
Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明Essential Macleod光学薄膜软件简要使用说明1、简介1.1 软件概述1.2 主要功能1.3 硬件要求1.4 软件安装2、用户界面2.1 软件启动2.2 菜单栏2.3 工具栏2.4 面板介绍3、创建薄膜结构3.1 导入现有结构3.2 设计新的薄膜结构3.3 添加和编辑图层3.4 薄膜材料选择3.5 设定薄膜参数4、光学参数计算4.1 薄膜光学模型选择4.2 波长范围设定4.3 编辑入射角度4.4 线性偏振和非线性偏振分析4.5 计算结果显示和导出5、优化和设计5.1 设定优化参数5.2 优化算法选择5.3 设计目标函数设定5.4 进行优化计算5.5 优化结果分析和导出6、反射率和透过率仿真6.1 设定光源参数6.2 设定检测器参数6.3 进行反射率和透过率仿真6.4 反射率和透过率曲线显示和导出7、数据管理7.1 保存和加载薄膜结构7.2 导入和导出数据7.3 数据库管理8、帮助和支持8.1 帮助文档8.2 联系支持团队8.3 软件更新和注册附件：- 使用示例文件- 帮助文档法律名词及注释：1、著作权：指作家、艺术家、科研人员在其智力创造活动中，对其作品享有的法律权益。
2、商标：指表示某个商品来源并区别于其他竞争产品的商业品牌、标志、图案、名称等一种标识性符号。
3、许可证：指在某些法律规定的范围和条件下，授予他人特定权利或承认他人特定资格的文件或证明。
4、保密协议：指双方在信息交换过程中约定保守商业秘密的协议。
【2019年整理】EssentialMacleod光学薄膜设计与分析软件
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功 能。除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收 率﹑椭偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶 色散 ) 和光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公 差计算可使用户判定厚度微小变化对设计影响。
分析工具
分析工具包括导纳图标法、环性（反射系数）图标法、 电场图法。电场图计算绝对的电场幅度，提供了几个膜 层能量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或 者同一膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及 环形图法则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过 导纳或者复振幅系数的从系统中的后层到前层的转换， 这种方法将不同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可 以被视做一套完整的直观记录方法。
Air/(HL)^s H/Glass
Air/(HL)^s H/Glass H：TiO2，L：SiO2， λ0 ： 1000nm，S=1
设计（S=1）
波长改为 1000nm
保存设计
编辑参数
X轴参数： 波长
Y轴参数： 反射率
反射曲线（S=1）
导纳参数
导纳图表
Air/(HL)^s H/Glass
公差
Essential Macleod's公差容量允许研究设计对制 造误差的敏感性。改变设计并进行可以比较，从而选择 最好的设计，尽管设计可能类似，但他们的对制造误差 的敏感性不同。
文件菜单(File Menu)
双击 Essential Macleod图 标进入文件 菜单
文件菜单(File Menu)
0.32L(SiO2)0.26H(TiO2)/Glass]@550nm
宽带减反膜
宽带减反膜
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软件。
软件特点
• 使用简便： 常见的用户界面；广泛的使用剪贴板；高质 量曲线；真正的多文档界面；
• 用户自定义单位：任意定义波长、频率、厚度、时间的单 位；
• 逆向工程：n、k值导出；非均匀性和吸收，堆砌密度的变 化；固定缩放比例；灵活的限制性优化。
• 优化及合成：Optimac法；Simplex法；模拟退火法； • 目标：对包括颜色的所有的参数确定目标清单；从外部源
输入目标数据；链接； • 分析和设计工具：导纳图表；反射系数图表；绝对电场幅
度图；非极化边缘滤波片设计工具；对称平衡层（Herpin） 计算；
软件特点
• 性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位； 密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价色 散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入射角、 膜厚关系函数；
n、k值导出
虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数据 库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材料的 光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这种情况， 根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。这里采用的包络 线方法十分稳定。这种方法采用“全透射”，“全反射” 或者透射和反射的数据。根据得到的数据，可以检测出膜 层的非均匀性，吸收或者同时两方面的结果。
Essential-Macleod光学薄膜设 计与分析软件简要使用说明
软件介绍
Essential Macleod 核心麦克劳德是一套完备的光学 薄膜分析与设计的软件包，它能在微软视窗操作系统下运 行， 并且具有真正的多文档操作界面。它能满足光学镀 膜设计中的各种要求。既可以从头开始设计，也可以优化 已有的设计；可以观测在设计生产中的误差，也可以导出 薄膜的光学常数，是当今市场上最完善的薄膜设计及分析
Essential Macleod 可对在制造过程中生成的误差提 供鉴定支持；这方面支持是通过单一优化法的改进而达到 的。单一优化法可对折射率和厚度进行优化。通过各种方 式对不同方面的约束，分析找出制造过程中的误差和其他 问题。这些约束条件可以逐渐改变或者取消，以得到最后 的解决方案，并确定可能误差的性质和大小。而折射率的 变化是由堆砌密度改变来表征。
设计工具
Essential Macleod提供一个多样化的工具支持设计过 程. 编辑工具使设计操作更容易。这些工具包括：膜层逆 转、材料替换、公式设计、膜厚缩放比例、匹配的角度， 不邻近膜层的剪切、拷贝和粘贴。强大的工具编辑提供必 要的规格、材料数据、表格和图表。
设计工具还包括透射滤光器设计、非极性化边缘滤光 器和平衡膜层（Herpin）参数的计算。透射滤光器工具计 算对指定的金属膜可能的透射率和相应1/4波长非导电性 介质膜的滤光的厚度要求。它也可以用在简单的测量特殊 吸收材料在规定厚度的最大透光率。非极性化边缘滤光器 工具创建一个五层两种材料的对称结构的初始设计，最外 的膜层随后能被优化成相配的滤光设计。
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以采 用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微米甚 至微英寸。
颜色计算
• 颜色计算提供最通用的颜色空间： • Tristimulus • Chromaticity • CIE L*a*b* • CIE L*u*v* • Hunter Lab • 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜色
优化 （Refinement）
Essential Macleod 提供了 Optimac 、非线性纯化法 （ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功能 强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速和稳 定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗 型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工程中，我 们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以需计算的性 能参数来定义，例如：颜色，波长（或频率）、入射角、 以及公差。对象连接使得更加复杂的优化功能得以实现。 对于不同波长和不同入射角的情况而言，目标发生器可协 助创建多目标。
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功能。 除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收率﹑椭 偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶色散 ) 和 光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公差计算可使 用户判定厚度微小变化对设计影响。
Hale Waihona Puke 分析工具分析工具包括导纳图标法、环性（反射系数）图标法、电 场图法。电场图计算绝对的电场幅度，提供了几个膜层能 量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或者同一 膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及环形图法 则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过导纳或者复 振幅系数的从系统中的后层到前层的转换，这种方法将不 同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可以被视做一套完 整的直观记录方法。
• 颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源；用 户可定义的观测；
• 材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的温 度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统；材 料数据容易输入；数据图标显示；强大的编辑器；
匹配功能也包括在里面，其次你可以定义你要求的其他颜 色。颜色也可以作为一个优化和合成的目标列入清单，计 算透射和反射颜色。
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达到 需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成也可 用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格里产生 设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的完整历史， 从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡点。
逆向工程
软件特点
• 使用简便： 常见的用户界面；广泛的使用剪贴板；高质 量曲线；真正的多文档界面；
• 用户自定义单位：任意定义波长、频率、厚度、时间的单 位；
• 逆向工程：n、k值导出；非均匀性和吸收，堆砌密度的变 化；固定缩放比例；灵活的限制性优化。
• 优化及合成：Optimac法；Simplex法；模拟退火法； • 目标：对包括颜色的所有的参数确定目标清单；从外部源
输入目标数据；链接； • 分析和设计工具：导纳图表；反射系数图表；绝对电场幅
度图；非极化边缘滤波片设计工具；对称平衡层（Herpin） 计算；
软件特点
• 性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位； 密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价色 散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入射角、 膜厚关系函数；
n、k值导出
虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数据 库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材料的 光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这种情况， 根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。这里采用的包络 线方法十分稳定。这种方法采用“全透射”，“全反射” 或者透射和反射的数据。根据得到的数据，可以检测出膜 层的非均匀性，吸收或者同时两方面的结果。
Essential-Macleod光学薄膜设 计与分析软件简要使用说明
软件介绍
Essential Macleod 核心麦克劳德是一套完备的光学 薄膜分析与设计的软件包，它能在微软视窗操作系统下运 行， 并且具有真正的多文档操作界面。它能满足光学镀 膜设计中的各种要求。既可以从头开始设计，也可以优化 已有的设计；可以观测在设计生产中的误差，也可以导出 薄膜的光学常数，是当今市场上最完善的薄膜设计及分析
Essential Macleod 可对在制造过程中生成的误差提 供鉴定支持；这方面支持是通过单一优化法的改进而达到 的。单一优化法可对折射率和厚度进行优化。通过各种方 式对不同方面的约束，分析找出制造过程中的误差和其他 问题。这些约束条件可以逐渐改变或者取消，以得到最后 的解决方案，并确定可能误差的性质和大小。而折射率的 变化是由堆砌密度改变来表征。
设计工具
Essential Macleod提供一个多样化的工具支持设计过 程. 编辑工具使设计操作更容易。这些工具包括：膜层逆 转、材料替换、公式设计、膜厚缩放比例、匹配的角度， 不邻近膜层的剪切、拷贝和粘贴。强大的工具编辑提供必 要的规格、材料数据、表格和图表。
设计工具还包括透射滤光器设计、非极性化边缘滤光 器和平衡膜层（Herpin）参数的计算。透射滤光器工具计 算对指定的金属膜可能的透射率和相应1/4波长非导电性 介质膜的滤光的厚度要求。它也可以用在简单的测量特殊 吸收材料在规定厚度的最大透光率。非极性化边缘滤光器 工具创建一个五层两种材料的对称结构的初始设计，最外 的膜层随后能被优化成相配的滤光设计。
用户定义单位
单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以采 用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微米甚 至微英寸。
颜色计算
• 颜色计算提供最通用的颜色空间： • Tristimulus • Chromaticity • CIE L*a*b* • CIE L*u*v* • Hunter Lab • 光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜色
优化 （Refinement）
Essential Macleod 提供了 Optimac 、非线性纯化法 （ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功能 强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速和稳 定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗 型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工程中，我 们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以需计算的性 能参数来定义，例如：颜色，波长（或频率）、入射角、 以及公差。对象连接使得更加复杂的优化功能得以实现。 对于不同波长和不同入射角的情况而言，目标发生器可协 助创建多目标。
性能计算
Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功能。 除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收率﹑椭 偏参数﹑超快参数 ( 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶色散 ) 和 光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公差计算可使 用户判定厚度微小变化对设计影响。
Hale Waihona Puke 分析工具分析工具包括导纳图标法、环性（反射系数）图标法、电 场图法。电场图计算绝对的电场幅度，提供了几个膜层能 量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或者同一 膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及环形图法 则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过导纳或者复 振幅系数的从系统中的后层到前层的转换，这种方法将不 同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可以被视做一套完 整的直观记录方法。
• 颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源；用 户可定义的观测；
• 材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的温 度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统；材 料数据容易输入；数据图标显示；强大的编辑器；
匹配功能也包括在里面，其次你可以定义你要求的其他颜 色。颜色也可以作为一个优化和合成的目标列入清单，计 算透射和反射颜色。
合成（synthesis）
Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达到 需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成也可 用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格里产生 设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的完整历史， 从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡点。
逆向工程