膜系優化
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-15
膜系優化的實例教程
使用Nelder-mead算法優化各層厚度，目標是250~400nm波段透射率趨近于0%，420~700nm波段透射率趨近于100% 。
關于優化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
優化后通帶波紋已經顯著減小， 截止帶和通帶都已滿足設計指標。
使用公式工具構建上述初始膜系，并查看其透射光譜。通過在圖表中動態調整參考波長，確定了最符合指標的截止帶范圍。但此時截止帶寬度仍不足，后續需要進一步拓寬截止帶寬度。
關于公式工具的更多信息: Tutorial: Formula Tool
軟件可將兩個參考波長不同的膜系繪制于同一光譜圖中（見左圖），并通過項目合并功能預覽合并后膜系的光譜響應（見下圖）。
關于多項目光譜對比和項目合并的更多信息: Tutorial: 多項目光譜對比和項目合并
膜系疊加后截止帶寬已經得到有效拓寬，且截止度已經達標。但此時通帶還有較多波紋，接下來將通過優化進一步改善。
使用Nelder-mead算法優化各層厚度，目標是400~700nm波段透射率趨近于100%，740~1050nm波段透射率趨近于0%。
關于優化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
通帶平均透射率已顯著提升，整體性能得到大幅提升。盡管通帶內仍存在細微波紋，但這在短波通濾光片中較為常見，對整體性能影響有限。后續在與長波通膜系疊加后，會進一步優化以實現更優表現。
隔紅外紫外濾光片是一種寬帶濾光片，可通過在基板一側鍍制長波通濾光片、另一側鍍制短波通濾光片實現。在本設計中，將先前優化完成的長波通與短波通膜系分別鍍于基板兩側，構建出濾光片的基本結構。
展開 摘要
在本應用案例中，基于僅包含一層的初始結構，采用針式生成算法進行優化，成功設計出一款適用于可見光區和紅外波段的雙波長增透膜
應用場景
設計一個雙波長增透膜，通過優化初始結構的厚度，目標是在在532 nm和1064 nm波長0°入射條件下實現反射率低于0.5%。
設計結果
設計結果如圖所示，在可見光范圍內0°入射時平均反射率低于0.5%，滿足設計要求。
設計流程
采用 Needle-Synthesis 算法對膜系進行優化。該算法通過在初始結構中不斷插入極薄的“針層”，并結合局部優化方法，逐步構建出滿足性能要求的膜層結構。當前設計目標是最小化在 0° 入射條件下、波長為 532?nm 和 1064?nm 處的反射率。
關于優化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
在優化迭代中，選取一次評價函數值較小的結構進行分析。該結構共包含 5 層膜。通過查看其光譜響應并進行數據對比，確認該結果已達到設定的設計目標。
展開 具體參數設置如下：
入射光源選用波長為 532nm 的單色光源，該波長在光學顯示與光通信領域應用廣泛；棱鏡采用特定角度和折射率設計，以確保光束能夠高效耦合進入波導板；波導板選用光學性能優良的材料，其厚度、折射率等參數依據實際應用需求進行精確設定；鍍膜葉片采用多層膜系結構，通過優化膜系材料與厚度參數，實現對光線的特定分束效果。同時，對鍍膜葉片的排列方式、間距等幾何參數進行精細設計，以調控光在波導板內的分束傳播路徑。
仿真過程
在 OAS 光學軟件中完成百葉窗波導系統的建模與參數設置后，啟動仿真計算。仿真過程嚴格遵循光的傳播理論，精確模擬光束在各光學元件中的傳輸行為。
通過仿真，得到了光束在波導板內的傳輸路徑、光強分布以及通過鍍膜葉片分束后的光場特性。
（百葉窗波導的實體模型圖）
（百葉窗的三維追跡圖）
（百葉窗的探測器結果圖）
總結
本案例借助 OAS 光學軟件成功實現了對百葉窗波導系統的高精度仿真與深入分析，清晰呈現了光束在波導板內的傳輸與分束過程，驗證了 OAS 軟件在研究復雜光學結構方面的有效性與可靠性。通過仿真結果分析，為百葉窗波導的優化設計提供了具體的改進方向。
展開 25年鍍膜專業設計和工藝經驗，曾設計和制作過光通訊各種濾光片，光學塑膠鏡片常見膜系，高功率激光薄膜，紅外薄膜等，波長范圍含蓋了從紫外到中遠紅外，尤其在激光高損傷閾值膜系和各種紅外膜系方向有豐富的設計和實操經驗。
謝玉春先生
光學工程學士，資深工程師，現任南京波長光電科技股份有限公司智能事業部總經理。研究主要方向是光機自動化與控制、高能激光傳輸以及光學薄膜設計。出版的TFCalc和ZEMAX中文使用手冊成為了光學愛好者學習不可缺少的書籍資料。開發ZEMAX GB Drawer軟件，此軟件已經列入美國ZEMAX公司產品目錄。獲得多項專利，并被評為江寧先進科技工作者。
課程對象
光電企業薄膜工程師、高校及研究所從事科研與研發工作的薄膜設計人員等
課程說明
講師講授與學員互動式教學、下機討論并指導上機練習，教材與PPT同步教學
學員自帶電腦，上課期間配新版的TFCalc原裝正版軟件使用
統一發放TFCalc培訓教材，食宿自理(提供午餐)
培訓結束后，為合格學員頒發培訓證書
名額上限20人，人滿截止報名
費用及優惠 4500元/人
☆光研軟件購買客戶或者同一單位有三人以上同時報名客戶可享受8折優惠
☆同一單位兩人一起報名可享受85折優惠
☆提前一個月報名可享受9折優惠
☆OPSS新加坡光學與光子學學會會員報名可享受9折優惠
以上費用含教材、發票、證書和午餐，發票統一開“培訓服務費”
課程特色及內容
本課程深入淺出地講解光學薄膜基本原理，介紹多種膜系的設計與優化方法；結合國際上著名的光學薄膜設計軟件（TFCalc）的使用，針對實例，演示完整的光學薄膜設計與分析過程。
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設計流程
采用 Needle-Synthesis 算法對膜系進行優化。該算法通過在初始結構中不斷插入極薄的“針層”，并結合局部優化方法，逐步構建出滿足性能要求的膜層結構。當前設計目標是最小化在 0° 入射條件下、波長為 532?nm 和 1064?nm 處的反射率。
在本案例中，通過先分別構建長波通和短波通濾光片，用于阻斷紫外與紅外波段，再通過膜系疊加與光譜優化，形成可見光透過、紫外與紅外有效抑制的帶通特性濾光片。
具體參數設置如下：
入射光源選用波長為 532nm 的單色光源，該波長在光學顯示與光通信領域應用廣泛；棱鏡采用特定角度和折射率設計，以確保光束能夠高效耦合進入波導板；波導板選用光學性能優良的材料，其厚度、折射率等參數依據實際應用需求進行精確設定；鍍膜葉片采用多層膜系結構，通過優化膜系材料與厚度參數，實現對光線的特定分束效果。
4500元/人
☆光研軟件購買客戶或者同一單位有三人以上同時報名客戶可享受8折優惠
☆同一單位兩人一起報名可享受85折優惠
☆提前一個月報名可享受9折優惠
☆OPSS新加坡光學與光子學學會會員報名可享受9折優惠
以上費用含教材、發票、證書和午餐，發票統一開“培訓服務費”
課程特色及內容
本課程深入淺出地講解光學薄膜基本原理，介紹多種膜系的設計與優化方法
