macleod软件说明

工具•EssentialMacleod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(Refinementandsynthesis),输出到ZEMAX,导纳轨迹(Admittanceloci),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(MachineConfiguration)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(Freestandingtool)，（5）Function:操作编辑器(Operationeditor)和语法检查程序(syntaxchecker),函数求值程序(Functionevaluator)，（6）Simulator:沉积过程模拟器(Processdepositionsimulator)，（7）DWDMAssistant:带通滤波器设计(bandpassfilterdesigns)。.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)OpticalConstant：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。•Open:打开已经有的薄膜文件，•OpenMaterial：列出所有可以选择的材料，•OpenSubstrate：打开基底文件，表格中显示不同波长的内透过率或密度，•OpenReference：打开参考文件。参考文件包含如颜色评介方面所需要的数据••Materials：打开材料数据表，双击表中任何一个材料，都会弹出这个材料的波长和折射率数据，•LoadZEMAXCoatingFile：其数据可以与zemax交互使用，Options介绍－－General(1)DataSources：上面的是当前材料文件夹的路径；下面是参考文件夹的路径。(2)Windows：选择CascadingClose时，当一个设计窗口关闭时，相关的图表窗口都一起关闭；当选择PrompttosaveoldTablesandPlotsbeforeclosingbox时，会在关闭图表前提示是否存盘。选择KeepoldPlotsandTablesdisplayed时，打开新的设计时，原来设计的图表仍然存在。•Plotting图形坐标轴和绘图的定制。Cone•控制StackEditor提供的cone计算，NominalConeSegmentLength：计算特定波长、频率和入射角时的cone响应时，控制Cone用的适应计算。与NominalPlotSegmentLength类似。•BandwidthStep：带宽不为0时，控制步长，•GaussianCalculationScaleFactor：缺省值是2，此时，光束的强度降为轴上的0.0003倍，对大多数的情况可以了，越大，计算越久。Design控制显示的膜层顺序和计算公式顺序等ChartStyleChartStyles:定义绘图数据的风格。包括颜色、线型等GeneralUnits定义各种量的单位。DESIGNWINDOW设计窗口•选择newdesign进入设计窗口(整个主菜单相应变了)：•(在filedisplaysetup中设置此表格的显示栏目)膜层编辑－Formula•Formula可以用简化符号编辑薄膜，特别是输入膜层数据很方便。用符号：H,L,A,B,c,d等表示。•膜层厚度表示为基本厚度(basicthickness)的积，如2.5Hor0.4L(如果基本厚度为0.25，则分别表示2.5*0.25=0.625fullwaves和0.4*0.25=0.1fullwaves)。•符号可以表示成一个简单的序列或重复的序列，如：(HL)^63.4H2.1L或((H1.2L2B)^2HL)^3(LBH)^2。Formula窗口GenerateRugate…•用这个命令容易生成一个有皱褶膜(rugatecoatings)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packingdensity来实现。•GenerateRugate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。膜层厚度(thickness)•可以是光学的(optical),几何的(geometrical),物理的(physical)或QWOT。•(1)物理厚度：按物理单位(通常是nm)测量的。这种厚度可以转换为晶振监控规格，或溅射线上的沉积时间，•(2)光学厚度：物理厚度乘以材料的折射率，即光程，再除以参考波长。光学厚度乘以2p就是位相厚度(单位为弧度)。常用光学厚度，(3)QWOT厚度：其数值为4倍光学厚度，•(4)几何厚度：物理厚度除以波长。光学厚度-物理厚度ScaleThicknesses...•偶尔有某些材料的厚度要按同样的方法改变。•当研究不均匀性时，或需要对通或禁带进行微调时，经常要这样做。•有时候要保持特殊参考波长的值，但要将所有膜层厚度按同样的比例改变。都可以用这个命令容易实现。MatchAngle...设计时光线都是垂直入射的，但如果是倾斜的，则需要调整相应的薄膜厚度。此命令可以自动调整这个厚度。GlobalEdit…•改变设计中的所有膜层或只改变所选择的膜层。EditMaterials...Performance设置绘图的参数。3DPerformance...•定义3D坐标轴。PlotOver•将同个设计的多根曲线画在一起。•将不同设计结果的曲线画在一起Table•属于只读表格。•如果需要改动，可以将Edit菜单里的ReadOnly复选钩去掉。Errors分析•Mean和standarddeviation可以是Absolute或Relative.通常选择相对的，此时误差与膜层厚度成正比。Color颜色计算的设置。3DPlot•画一个3Dplot。坐标轴的具体的设置在Parameters3Dperformance里面。Lock/LinkMenu(Design)用于refinement和synthesis过程。Lock:如果layer锁定了，则不参加优化，保持其初始的厚度值。Unlock:取消锁定，Link:二个或几个膜层建立关联。TOOLS－Compactdesign•设置最小允许的膜层厚度。软件会将厚度小于设置值的膜层去掉，并关闭设计。RefineDesign提供的优化方法有：•Simplex,(通常叫nonlinearsimplex）•Optimac,•SimulatedAnnealing,•ConjugateGradient,•Quasi-Newton，•Needlesynthesis。IndexProfile•绘出折射率－厚度曲线。下图中显示的是quarter-half-quarter抗反射膜的折射率曲线。左边是入射介质，右边是出身介质或基底。产生Rugate薄膜•Material中设置的膜层中允许的最高折射率，•VoidMaterial中是膜层中允许的最低折射率。•VoidDensity设置为1.Rugate薄膜举例Refinement和synthesis•可以自动优化设计，它们的操作是类似的•Refinement一般是对已有的设计进行轻微的调整，•synthesis则着重于结构，即使没有初始结构也可以操作。Targetsforrefinement•包含三种目标：•Standard,•Color，•ThicknessStandardTargetsStandardTarget的设置•Wavelength:工作波长，单位nm,•IncidentAngle：按定义的单位。如果不是0，则可以选择偏振分量。•Weight：权重。缺省值为1，•TargetTolerance：每个目标值可接受的公差值，•Derivative：给出相对于第一栏中自变量(波长或频率)的目标类型的偏差的等级，如果是0，表示没有偏差。•Link：指定目标值之间的联系。ColorTargets的设置•colortargets：除了类型是颜色方面的外，其它各项的意义和标准目标是一样的。还需要指定光源分布和观察者。•mode：指定是计算透射还是反射的颜色。对stacks,还有一个模式就是BackReflectance.它计算出射介质一端反射的颜色，对vStacks,只有throughput模式。ThicknessTargets•显示材料和所要求的总厚度。当有一个或多个总厚度目标，refinement试图移去材料的总厚度，达到要求的厚度，同时又去满足其它要求。RefinementandSynthesis•有六种方法：(1)Simplex,(2)Optimac,(3)SimulatedAnnealing,(4)ConjugateGradient,(5)Quasi-Newton(6)NeedleSynthesis.Simplex提供直接的优化，Optimac可以refinement和synthesis,SimulatedAnnealing优化，但可以在一个很大的参数空间范围，ConjugateGradient和Quasi-Newton是化方法，它们是用信息(derivativeinformation)来进行优化。Needlesynthesis方法是增加膜层。Simplexrefinement•Simplexrefinement计算速度非常快。通过对初始膜层和/或packingdensities进行扰动。•通常，设计的总数目会比层数多一个，packingdensities最小为5。采用迭代的方法，用好一些的设计结果替代最差的设计。Simplexrefinement的设置Simplex设置说明•可以选择RefineThicknesses和RefineIndex，•用PackingDensity作为变量优化折射率，•用upper和lowerthicknesslimits控制厚度，•用packingdensitylimits控制packingdensity。CommonScaling，如果选定，则相同材料的所有膜层的packingdensities移到一起。Inhomogeneity可以通过至少二个有各自不同的packingdensity的膜层来模拟。•因为这种方法很快，所以建议迭代的次数设定为几千，•优化过程会自动显示曲线。Simplex过程Optimac优化参数设置对话框Optimac设置-优化参数•Optimac有很多小面facets。可以适用于synthesis和refinement.•Optimac对膜层厚度没有限制，只要不为负就行。•通过设置NumberofSynthesisCycles的值，确定是否refinement或synthesis。如果为0，则只进行refinement。如果没有初始结构，取50左右比较合理。如果有好的初始结构，可以用比较低的值。•SynthesisStep：表示插入到synthesis过程的膜层厚度。可以设置得很大，但通常在0.1~0.3比较好。•SynthesisParameter：决定在synthesis操作中，改变是否保持。对比较好的初始结构，设置为0.2左右比较好。•InitialSearchStep：程序会先在“当前值±InitialSearchWidth”