麥克勞德應用反轉工程分析四層增透膜

Mondo 科技 更新 2024-01-29

有許多過程可以稱為反演工程,但在 Essential Macleod 中,該術語用於識別理想設計與實際生產嘗試之間的差異。 該功能可以粗略地概括為“出了什麼問題”。 此過程類似於優化,在優化中,對初始設計進行優化以滿足一組優化目標。 優化的目標是測量有問題的塗層效能,但有時情況複雜。 在正常的優化中,通常會有多個解決方案,但是,由於我們通常從中選擇合適的設計,因此多個解決方案很少會引起麻煩。 在反演工程中,正確答案只有乙個,多個解決方案可能是災難性的,那麼我們怎麼知道我們是否有正確的答案呢?對此沒有完全嚴格的測試方法,因此我們只能使用我們對塗層的所有了解來評估結果的合理性。 我們還利用我們的知識和經驗以及各種不同的限制來指導這一過程。 同時,作為目標的測量結果必須盡可能精確,這一點至關重要。 因此,儘管反演工程本質上是乙個優化器,但它的結構與任何優化工具完全不同。 我們可以看看NBK7玻璃在400nm至700nm區域的抗反射鍍膜塗層的反轉工程中的應用。 這是使用四層 SiO2 和 Ta2O5,其中我們在每一層 Ta2O5 層中引入誤差,在第四層中,接近 +10% 的基板厚度,在較厚的第二層中引入 -10% 厚度。 正確設計和錯誤設計的反射率如圖 1 所示,其中考慮了基板背面的影響。

圖1橙色曲線表示無差錯四層設計的效能,黑色曲線表示有誤差的效能。 兩條曲線都包括基板背面的影響。 我們需要做的第一件事是通過 file-new 子選單設定建立乙個新的反轉專案。 該工具立即要求匯入正確的設計,圖 2,接下來,圖 3,是我們需要的基板,預設情況下是從設計中讀取的。 如果在後表面變暗或變平的情況下以反射率來衡量效能,則應使用楔形屬性。 最後,我們需要匯入測量效能。 圖 4 顯示了該工具在此階段的外觀。

圖2反轉工程工具的對話方塊,您應該在其中輸入無錯誤設計的路徑。

圖3反演專案中的第二個和第三個對話方塊,我們在其中輸入基板詳細資訊,然後輸入測量的效能。 效能可以是反射率、透射率或橢圓引數。

圖4輸入效能後,顯示屏將顯示測得的效能以及根據正確設計計算的效能。 有多種命令可用,可以減少目標點的數量、阻擋某些目標區域等,並且有兩種優化技術可用:**X 和差分進化。 像往常一樣,單純形速度更快,但更容易受到區域性最小值的影響。 通常我們先嘗試 ***x。 每種技術都有一些相關引數,然後該工具可以接受的變化量是有限制的。 所有這些都是為了指導該過程找到正確的解決方案。 這些基本約束可以在“控制引數”對話方塊中進行調整(圖 5),也可以通過“調整”選單進行訪問。

圖5“控制引數”對話方塊,您可以在其中設定多個引數來控制過程。 顯示的選項卡允許您設定一些引數以優化控制層引數。 “優化器”選項卡允許您在 ***x 和差分進化之間進行選擇。

圖6agjust 選單是我們使用引數對話方塊啟動和控制過程的地方。 選項卡顯示我們可以更改的引數。 材質選項卡允許對所選材質的所有圖層進行變化。 變化率可以是常數,可以在整個設計過程中顯示,也可以是線性或四倍,這在順序列中定義。 這基本上是工具因素的影響。 這種特殊的設計一點也不複雜,並且不太可能出現多個解決方案的問題,因此我們將選擇 ***x 作為優化技術。 它的選擇反映在圖 4 標題欄中的符號中。 另一種可能性是: 為了繼續,我們開啟引數對話方塊,如圖 6 所示,該對話方塊位於 Adjust 選單中。 這就是我們控制進度的地方。 “材料”選項卡基本上是關於工具因素的,“圖層”選項卡是關於各個圖層的,“光譜”選項卡是關於測量中可能出現的誤差,儘管它應該作為最後的手段使用,“材料模式”選項卡與一些表示式匹配,“歷史記錄”選項卡允許導航回初始結構並向前推進該過程的步驟。 這是乙個相對簡單的示例,因此我們允許所有層的厚度變化,如圖 7 所示。 優化實施迅速。 擬合非常接近,乙個好的指標是 0RMS 差值為 00054,這是擬合接近度的度量。 圖 8 的“設計”選項卡中提供了完整的設計細節以及層厚的百分比變化,但評估結果的一種快速有效的方法是使用“結果”選單開啟繪圖。 在本例中,我們選擇隨機厚度並得到圖 9。

圖 8 這是 ***x 在幾秒鐘內優化的結果。 擬合非常接近,RMS 差值為 000054非常令人滿意。

圖9 該工具正確地識別了擾動設計中的問題,如這個隨機厚度變化圖所示。 這是乙個非常直接和簡單的案例。 實際過程遠比這種情況複雜,需要研究人員具備一定的知識和經驗,才能準確分析問題所在。

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