Essential Macleod 光学薄膜分析与设计软件

Essential Macleod是一套光学薄膜分析与完整设计的软件包。它能在任一32位微软窗口环境下执行且具有一真正的多文件接口。它能提供所有光学镀膜之设计以及评估所需，包括(高密度)分波多任务(DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing)滤波器，处里范围从超高速到颜色的性能参数。它亦可重新或改进原有设计，探查误差以及撷取设计使用膜层材质的光学系数。

功能：

容易使用，熟悉的窗口外观与感觉

完整的效能计算

用户定义的单位

设计改善

设计综合

折射率改善

n 和 k 的导出

公差

色彩计算

材质管理

完全的支持服务

超快参数

调适性绘图

设计与分析工具

出版水准的图形

汇出设计到 ZEMAX

Macleod 增益功能扩展。容易使用，熟悉的窗口外观与感觉

重点 ：

效能计算

Essential Macleod 提供了整组完整的效能计算。除了一般反射和透射计算外，也包括的密度、吸收，椭圆对称参数，超快参数 ( 群组延迟、群组延迟色散、三阶色散 ) 、和多光色散。以可以进行色彩计算。公差的计算是要你有能力分辨设计对微小厚度变化的灵敏度。

用户定义单位

单位通常对用户的使用会产生问题，但在 Essential Maclead 则不会，因为实质上任何独立变量的一致性单位都可以被使用。电子伏特或 Gigahertz 或频率波数，埃或奈米或微米甚至微 - 英寸作为波长单位皆可使用。单位间的转换也很容易。

调适性绘图

效能计算结果的调适性绘图是 Essential Macleod. 的特色。可以自动调整绘图的间隔来中实的显现后续的条纹。如果不是调适性绘图，条纹的大小可能会漏失。

改善 (REFINEMENT)

使用 Optimac 、 Nonlinear Simplex 、 Simulated Annealing 进行改善 . 我们推荐在正常情形下使用 Optimac ，它是一个很好的改善技术。 Simplex 则较为快速和稳定。 . Simulated Annealing 视为统计技术可以有向的使用于抗拒性情况，但是耗时。在改善的过程中膜层可以被锁定以防止其厚度的变化。 Linking 可以步阶式的改变厚度。

要改善的标的物可以定义为任一效能计算结果的参数，像是颜色、波长 ( 或是频率 ) ，入射角，重量以及公差。标地物允许更为复杂的评价函数。一个标的物产生器可以帮助在不同的波长和入射角，创造多标的物。

逆向工程

Essential Macleod 提供在制造过程中所产生误差的鉴定支持。此支持是经由 . Simplex 改善法的增益功能所提供。 Simplex 提供的折射率与厚度的改善。它能随时以不同的方式限制，以匹配制造过程中产生的不准确性和其它的问题。这些限制也可以不断的变更和调整，直到找到答案，指出可能误差的本质和大小。

折射率的更动是以封装密度改变的型式表示。如果有需要的话，也能藉由修饰既有材质的封装密度，以创造出新的材质。

综合

Optimac 技术也能以综合的模式操作，以加入或移开膜层的方式，以符合规格的需求。综合法可使用于改进原有的设计，或是仅由一个材质表及一个规格，即可创造新的设计。此图显示以这种方式的防反射膜层设计的过程。

Optimac 是可以纪录的。它维护了一个完整的优化设计历史，允许设计效能与复杂度之间作取舍。

分析工具

附加的分析工具包括： Admittance diagrams 、 Circle (reflection coefficient) diagrams 以及 Electric Field plots . 电场图能计算电场振幅绝对值。此工具提供你比较许多膜层能量吸收，以估计相对损害；或是同一膜层不同波长的能量吸收。这样的计算对于相对场的计算并不恰当。 Admittance 以及 Circle diagrams 则可帮你了解设计是如何进行的。它们可以被视为完整的视觉纪录，纪录了不同的膜层藉由传递导纳，或是复数振幅，或是复数振幅系数，由系统后端到前端，以建立镀膜效能。

色彩计算

色彩计算，根据以下最为常用的色彩规格 Tristimulus

Chromaticity

CIE L*a*b*

CIE L*u*v*

Hunter Lab

某些光源选择是预先定义好的，而你可以根据需要另作选择。 CIE 1931 和 1964 配色函数也包含在内。同要的你也可以另订你所需要的。如同能计算透射及反射的色彩，色彩也可以改善法或综合法的标的物来定义。

设计工具

Essential Macleod 提供不同种类的工具，来支持设计过程。 . Editing ( 编辑 ) 工具使得设计的操作更为容易。这些工具包括：设计中进行膜层反转，变更所有设计材质，以公式设计，厚度成比例增减，匹配角度计算，及删除，非邻接膜层的复制及贴上。类似的工具亦可编辑需求规格、材质资料、表格以及图形。也提供能设计感应透射滤波器 (Induced Transmission Filters) ，非偏振边滤波器 (Non-polarising Edge Filters), 以及等效 (Herpin) 膜层参数的计算。 Induced Transmission Filter 工具计算特定金属层的位能透射率，及计算需要匹配滤波器与四分之一波电介质膜层的厚度。它也可以使用于从一特定的吸收材质的既定厚度 . ， 决定最大可能的透射率。 The Non-polarising Edge Filter 工具，根据五膜层双材质对称形结构，创造出初始的对称周期设计。最外层膜层可以之后被改善，匹配滤波器设计与基底，和入射介质。

OPTICAL ASSEMBLIES

多数的镀膜组件至少有两个表面。一个胶合的滤波器配件或是镀膜的复合透镜则不止。镀膜建的基底可能会吸收光线到某个程度，视波长而定。 .Essential Macleod 还包括了一个计算序列多层膜层与基底的效能工具。一个有效编辑器，能堆栈配件，实质上可以有无数多层的组件，甚至还包括未镀膜的吸收滤波器。表面可以是平行或揳形，简化炫光与杂散光的估计。

材质管理

实际的材质会显现其光学常数的色散，这与波长有关。实际的计算必须包含这些变动。每一种材质贮存于随波长改变的折射率和消光系数的表格中。这允许对任一种色散建模。强大的编辑工具包括曲线外插，汇入 / 汇出功能等等，都非常容易使用。

材质行为通常不尽理想而且光学常数常常会随特定的镀膜机器和铺置参数变动。操作条件也会影响材质性能。举例来说，一个冷却的红外线滤波器其作业效能可能迥异于室温下的效能。多重材质数据库因而也有提供。设计能够很容易的由一个材质数据库移到另一个，始能探讨温度与镀膜工厂不同的效应。多重材质数据库还有另一优点。例如，它们允许属于客户的数据库被独立隔离保护。

导出系数 N 和 K

虽说 Essential Macleod 提供完整的材质数据库，但是通常一特定镀膜工厂，可能并不具备与数据库中材质相同光学常数的膜层。 n & k derivation 工具提供了由量测测试薄膜的反射、透射频谱以决定 n 与 k 的方法。

此方法乃根据 envelop 技术而且非常稳定。只能采用“只有透射”、“只有反射”或“透射且反射”的数据。此工具可以侦测出不均匀性 (inhomogeneity), 吸收，或两者同时。

公差

Essential Macleod 的公差能力允许你探查设计相对于制造误差的灵敏度。可以比较不同的设计以挑选出最优者。虽然设计可能相似，其灵敏度则不然，由此公差特性即可显示。

支持服务

Thin Film Center is 所提供的服务可以说是业界最好的。在维护期间的会员 (Members of the Update Service) 通常会有最新版的软件，而且免费的 35+ 年经验支持的技术服务。

他们也能收到有新闻、导览、小常识及益智问题的季刊。这些服务再购买软件的第一年都是 免费 的，年维护费或在一年后才收取。

Thin Film Center 也针对一般设计以及镀膜制造，开授定期课程。此外也不断的提供最好的 Essential Macleod 及其增一功能。

Essential Macleod的核心可以下列的增益功能扩展原有性能：

· Runsheet

此功能乃规划镀膜制程，包含机器组态编辑器以及跑单产生器。机器组态中贮存镀膜机器的细节，光源以及制具因素，还有监控系统。用户可使用跑单针对既定的机器组态，进行镀膜设计的监控规划。除了同时包含光学与晶体监控外，也包括诸如动态制具因素和系统频宽等先进特性。

· Simulator

制作一个滤波器到底有多困难？仿真器可以帮忙回答这问题。在光学镀膜制程中，公差的评估是一个很实际问题，而且并不存在良好的、通用的或是分析性技术，来解决此一问题。在 Macleod 的核心部分有一简单工具 Errors ，能假设所有膜层具有独立的随机厚度误差，且能很快的显示出独立控制在许多原本就必须以其它方法建置的镀膜过程中，要求了不可能达到的精确度。事实上，公差与误差的效应跟控制技术极有关联。 Simulator 将 Errors 经由 Monte Carlo 方式扩展成为实际的控制程序模型，来解决公差的问题。

Simulator 使用一个由 Runsheet 创造的控制平面，来建模薄膜铺置的控制，同时导入随机和系统式的效应，像是信号中的噪声，制具因素的变动，封装误差等等，以及显示这些参数对于镀膜制程最终仿真结果的效应。

Simulator 解答了不仅只是监控的问题。所有与镀膜系统结合的所有其它参数也能转成模型参数并且检验它们的效应。

· Monitorlink

Monitorlink 提供将 Runsheet 连结到一个铺置控制器的额外软件。一个独立的程序与该控制器直接沟通而且一个 Runsheet 的扩展程序也赋予其产出和编辑铺置程序的能力。

· VStack

想要根据一组通盘的需求来优化一组非平行的膜层吗？有需要查验一个镀膜棱镜的成效吗？ vStack 就是计算与优化这些系统的工具。 vStack 也能计算系统中歪斜光束的效应。当光束是歪斜的时候，一些原本是 p- 偏振态的光线会以 s- 偏振态射出系统，同样的，原本是 p- 偏振态光也会以 p- 偏振态射出系统。我们称此为 偏振漏耗 (polarization leakage) 现象。 vStack 能计算漏耗的大小而且提供漏耗组件的 Delta 值。

· Function

操作薄膜计算结果极为繁复。举例来说，以 5000K 黑体照亮膜层的反应，比较单一黑体积分，与成效与黑体相乘结果的积分，色坐标数组会是非常的复杂。 Essential Macleod 内建了 5 种但是还有其它许多种。法向反射、透射、或是相位的结果，通常需要非常庞大的计算量。电子表格并非好的解法因为不容易进行内插技术而且处里资料群组的不同数字时会有困难，但 Function 可以完全自动计算。简单宏指令中的操作 ( 具内建的编辑器和语法检查器 ) 能允许一再重复相同的计算。

· DWDM Assistant

想要设计多共振腔滤波器吗？ DWDA Assiatant 自动设计一组多共振腔滤波器，以满足你的规格。设计结果可以根据一些诸如总厚度、预估铺置时间等等规范排序。