光学薄膜与技术实验报告.doc

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1、实验一：AUTOFILM光学薄膜设计软件的功能模块和使用一、实验目的1.熟悉并掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的组成模块和基本功能；2.会使用AUTOFILM光学薄膜设计软件进行简单的薄膜特性计算。二、实验预习及设计要求预习单层光学薄膜光学特性的计算及相关理论三、所用软件AUTOFILM光学薄膜设计软件四、实验内容及要求1.掌握AUTOFILM光学薄膜设计软件的五大模块的功能，特别是输入、优化和显示三大模块的基本功能及简单的特性特性设定；1.1文件模块中共有五个菜单项：(1)新建：删除所有现存数据，包括结构，特性等；(2)打开：打开已有的数据文件，文件扩展名为

2、*.afd；(3)保存：保存已有的数据；(4)另存：用新的名字保存文件；(5)打印：打印光谱特性及膜系结构。1.2输入模块有八个菜单项：（1）设置：在此对话框中输入与计算有关的各项数据，包括设计波长，设计角度，计算范围等；（2）优化设置：确定优化时的折射率和光学厚度范围；（3）特性：输入要求达到的光谱特性，可以用各种形式，如固定波长按角度变化，固定角度按波长变化，且可优化R，T，等各种值；（4）结构：可以用两种方法输入结构，表格形式或1/4波长形式；（5）评价函数类型：本程序有两种评价函数形式供选择，一种是平方和平均形式，评价函数为M=（((QTi－Qi)/Qi)

3、2）1/2，其中i=1ton,QTi是要求的特性Qi是当前的特性，Qi是特性偏差。本程序中Qi定为0.01。另一种为最大值形式，评价函数为M=max((QTi－Qi)/Qi).（6）优化参数：在此决定需要优化的各层参数，T代表优化厚度，N代表优化折射率，A代表两者同时优化，F代表不优化。（7）更新结构：在此对话框中输入一个参数，以便于将现在的优化所得结构乘上此系数，作为新的初始结构。如果此参数输入为负数，则将膜系结构整体翻转，例如S/HL/A，参数为-1，则结果变化为S/LH/A。（8）修改材料库：修改材料库中的数据值。1.3优化模块包括：（1）Powell方法：

4、用Powell共轭梯度法进行优化；（2）单纯形法：用单纯形法进行优化；（3）统计试验法：用统计试验的方法找最优值；（4）Needle方法：用Needle方法找最优值；（5）遗传方法：用遗传算法方法找最优值；注意：只有在输入了结构和特性之后，才能用。1.4显示模块包括：（1）数值计算结果：可以按照波长或角度循环来计算光谱特性；（2）曲线：用图形来表现光谱特性；（3）当前数值：显示当前的结构，光谱特性和评价函数的值；（4）导纳图：画出当前结构的导纳图，但是层数不能太多；注意：只有在输入了结构之后，才能用这些菜单。1.5帮助模块包括：（1）目录：打开帮助窗口，启动帮助。

5、（2）关于：显示版权信息。2.利用该软件进行单层薄膜光学特性的计算；（1）计算K9玻璃（n=1.52）基底上单层氟化镁（MgF2，n=1.38）光学厚度为130nm时，光线垂直入射下400-700nm范围内的反射率光谱曲线；（2）计算K9玻璃（n=1.52）基底上单层氟化镁（MgF2，n=1.38）光学厚度为130nm时，分别计算入射角为0、30、45、和60度时520nm波长处的反射率值，并画反射率随入射角变化的光谱曲线。在入射角为0度时520nm波长处的反射率值为1.2601.光谱曲线如下图所示：在入射角为30度时520nm波长处的反射率值为1.3827.光谱

6、曲线如下图所示：在入射角为45度时520nm波长处的反射率值为2.0702.光谱曲线如下图所示：在入射角为60度时520nm波长处的反射率值为5.3434.光谱曲线如下图所示：（3）计算K9玻璃（n=1.52）基底上单层氟化镁（MgF2，n=1.38）光学厚度为260nm时，在波长分别为260nm、520nm和1040nm处的反射率，并给出相应的曲线图。在波长分别为260nm、520nm和1040nm处的反射率的反射率值分别为4.2580、4.2580、1.2601.光谱曲线如下图所示：实验二：TFC光学薄膜设计软件的功能模块和使用一、实验目的1.熟悉并掌握TFC

7、光学薄膜设计软件的组成模块和基本功能；2.会使用TFC光学薄膜设计软件进行简单的光学膜系设计。二、实验预习及设计要求预习减反射和高反射光学薄膜设计的相关理论三、所用软件TFC光学薄膜设计软件四、实验内容及要求1.掌握TFC光学薄膜设计软件的七大模块的功能；1.1文件模块中共有九个菜单项：(1)创建新膜系：开始创建一个新的膜系；(2)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。全部膜系文件都是以TFD作为后缀名。(3)重新打开膜系：用来打开一个原来打开过的膜系，TFCalc保存最近20个用户打开的膜系，当用户选定此命令

8、时，膜系会