Essential Macleod 麦克劳德膜系设计软件

核心麦克劳德特点：

l 使用简便：常见的用户界面；广泛使用的剪贴板；高质量曲线；真正的多文档界面；

l 用户自定义单位：任意定义波长、频率、厚度、时间的单位；

l 逆向工程：n、k值导出；非均匀性和吸收，堆砌密度的变化；固定缩放比例；灵活的条件限制性优化。

l 优化及合成：Optimac法；Simplex法；模拟退火法；

l 分析和设计工具：导纳图表；反射系数图表；电场幅度图；非极化边缘滤波片设计工具；对称平衡层（Herpin）计算；

l 性能计算：反射系数；透射系数；反射相位；透射相位；密度；偏振角，偏振相位；群时延；群时延色散；三价色散；一价、二价、三价导数。公差同波长、频率、入射角、膜厚关系函数；

l 颜色：在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义光源及观测；

l 材料：提供标准的材料数据库；多数据库，如：不同的温度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统的材料数据；材料数据容易输入；数据图表显示；

核心麦克劳德精华

1：设计工具

Essential Macleod提供一个多样化的工具支持设计过程. 编辑工具使设计操作更容易。这些工具包括：膜层逆转、材料替换、公式设计、膜厚缩放比例、匹配的角度，不邻近膜层的剪切、拷贝和粘贴。强大的工具编辑提供必要的规格、材料数据、表格和图表.

设计工具还包括透射滤光器设计、非极性化边缘滤光器和平衡膜层（Herpin）参数的计算。透射滤光器工具计算对的金属膜可能的透射率和相应1/4波长非导电性介质膜的滤光的厚度要求。它也可以用在简单的测量特殊吸收材料在规定厚度的zui大透光率。非极性化边缘滤光器工具创建一个五层两种材料的对称结构的初始设计，zui外的膜层随后能被优化成相配的滤光设计。

2：性能计算

Essential Macleod 提供了一套完备的性能计算功能。除了一般反射和透射计算外，还包括：密度﹑吸收率﹑椭偏参数﹑超快参数 （ 群时延 ﹑群时延色散﹑三阶色散 ） 和光的色散，此外，也可以应用于色彩计算。公差计算可使用户判定厚度微小变化对设计影响。

3：分析工具

分析工具包括导纳图标法、环性（反射系数）图标法、电场图法。电场图计算的电场幅度，提供了几个膜层能量吸收的比较信息，因此评估有关的可能损失，或者同一膜层在不同波长下的能量吸收。导纳轨迹法以及环形图法则可帮使用者了解设计是如何进行的， 通过导纳或者复振幅系数的从系统中的后层到前层的转换，这种方法将不同膜层的作用转换至一层单层膜，由此可以被视做一套完整的直观记录方法。

4：优化（Refinement）

Essential Macleod 提供了 Optimac 、非线性纯化法（ Nonlinear Simplex ） 、模拟退火法（ Simulated Annealing ） 等优化方法。在一般条件下，OptiMac 功能强大，推荐使用这种优化法；而 Simplex 则较为快速和稳定；作为一种统计型方法， Simulated Annealing 在阻抗型的情况里会很有效，但相对耗时。在优化的工程中，我们可以锁定（Lock）某些膜层，使其厚度无法改变。 Linking可以步骤式改变厚度。优化目标可以以需计算的性能参数来定义，例如：颜色，波长（或频率）、入射角、以及公差。对象连接使得更加复杂的优化功能得以实现。对于不同波长和不同入射角的情况而言，目标发生器可协助创建多目标。

5：合成（synthesis）

Optimac 技术也可以在合成模块里操作，为了达到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。合成也可用于改善现有的设计，或者从一个材料清单和规格里产生设计。 Optimac是可存档的。它记录优化设计的完整历史，从而允许在膜系的性能和复杂性间寻找平衡点。

6：逆向工程

Essential Macleod 可对在制造过程中生成的误差提供鉴定支持；这方面支持是通过单一优化法的改进而达到的。单一优化法可对折射率和厚度进行优化。通过各种方式对不同方面的约束，分析找出制造过程中的误差和其他问题。这些约束条件可以逐渐改变或者取消，以得到zui后的解决方案，并确定可能误差的性质和大小。而折射率的变化是由堆砌密度改变来表征。

7：n、k值导出

虽然 Essential Macleod 提供了一套完整的材料数据库，但是通常对于某一特定的镀膜厂家，数据库中材料的光学参数同实际薄膜的参数不尽相同的。 针对这种情况，根据分光光度计对测试薄膜的折射率和透射率的测量结果， N&K 导出法可方便地导出 n 与 k 的值。这里采用的包络线方法十分稳定。这种方法采用“全透射”，“全反射”或者透射和反射的数据。根据得到的数据，可以检测出膜层的非均匀性，吸收或者同时两方面的结果。

8：用户定义单位

单位是用户经常碰到的一个问题，但是在Essential Macleod 不是问题，单位可自定义选择。如：频率可以采用电子伏特、千兆赫、波数；波长可选埃、纳米、微米甚至微英寸。

9：颜色计算

颜色计算提供zui通用的颜色空间：

l Tristimulus

l Chromaticity

l CIE L*a*b*

l CIE L*u*v*

l Hunter Lab

光源的挑选可根据需要预先定义。 CIE 1931 和 1964颜色匹配功能也包括在里面，其次你可以定义你要求的其他颜色。颜色也可以作为一个优化和合成的目标列入清单，计算透射和反射颜色。

10：光学组件（Stack）

多数镀膜光学元件zui少有两个面，一个滤光器组件或混合膜层透镜有许多面，基底可能吸收某些波长的光，Essential Macleod 有一个计算多膜层和多基底系列组件性能的工具。一个有效的编辑器将元件组和成一个堆，它由多组镀膜和无镀层的吸收滤光片组成，表面可以是平行或者楔型。

11：材料管理

实际材料会发生与波长有关的光学参数色散。实时计算必须考虑到这些变化。每一种材质都以数据表存储，该数据表包括随波长改变的折射率和消光系数，这使得我们可以对任一种色散建模。诸如样条插值法（ Spline Interpolation ）等功能强大的编辑工具结合输入 / 输出功能后使得 Essential Macleod 简单易用

材料的表现不是总在状态并且光学参数经常依赖特定的镀膜机和沉积的参数。工作条件也影响材料性能，比如：一个冷红外滤光片的工作性能可以跟其室温时的性能有很大的不同。因此多材料数据库，可以使设计很容易的从一个材料库到另一个，以研究温度和镀膜环境的影响。多材料数据库还有别的优势，例如：它允许材料数据只属于某一个委托人，受到隔离和保护。

12：公差

Essential Macleod's公差容量允许研究设计对制造误差的敏感性。改变设计并进行可以比较，从而选择的设计，尽管设计可能类似，但他们的对制造误差的敏感性不同。

核心麦克劳德增强模块

核心麦克劳德增强模块增加用户自定义计算、计划组织镀膜生产， 以及同沉积控制器的通信连接。下面是通常可用到的增强模块。

Function：

由于数据表并非为相同波长点的数据，连接数据表时需插值操作， 因此处理薄膜计算，光源光谱数据，玻璃的光学参数以及一些其他信息通常需要非常庞大的计算量才能求得结果。Function是一个处理这种计算的强大工具，可方便进行数据插值，自动计算。Function可计算一个光学系统的特性，亦可以计算黑体响应，输入功率，输出功率，热辐射，吸收功率，太阳吸收等。

Simulator

公差估计是镀膜生产中的一个实际问题，很难有好的分析方法。Simulator 通过蒙特卡罗（ Monte Carlo ）法在实际模型控制过程的扩展来进行分析生产中公差问题。通过一个由 Runsheet 创建的控制计划， Simulator 可模拟薄膜淀积过程，考虑系统效应，例如信号噪声，加工因子的变动，堆砌密度误差等等引入随机误差，以及显示这些参数对于镀膜制程的zui终模拟结果的效应， 从而分析各种误差对镀膜特性的影响，及评估膜系设计的可操作性。

Runsheet

这个工具可生成镀膜过程中包含机器配置的运行工作单。机器配置中贮存了镀膜机的详细设置，材料源以及工具因子以及监控系统。使用者可使用运行工作单生成器对机器进行配置，及镀膜设计的监控。该工具可设定光学与晶体监控，也设置诸如动态加工因子和系统带宽等高级特性。

Monitorlink：

Monitorlink 是一个将运行工作单连结到一个淀积控制器的额外软件， 将Esential Macleod 的设计结果传输到镀膜控制器，由控制器执行镀膜工艺。光学膜厚控制仪的Monitorlink和Runsheet为必选项，石英晶体膜厚控制仪为备选项。

Vstack：

VStack 是一种计算与优化增强模块，用于计算光学系统的非平行光入射的光学组件的反射和透射特性。计算这些系统中斜射光的效应。当光束斜入射时，初始为 p- 偏振态的光线zui终会以 p - 偏振态从系统出射。同理，原本是 s - 偏振态光也会以 p - 偏振态出射。 VStack 能计算偏振泄漏的大小而且提供泄漏元件的△值。

DWDM Assistant:

DWDA Assistant 可根据客户的要求采用对称周期法自主设计一组多腔滤波片，设计结果可以根据一些诸如总厚度﹑预计淀积时间等等规范排序。