非吸收性多層媒體光學薄膜的反射率 LabVIEW 模拟器

反射率模拟是設計和優化光學薄膜的重要工具。 我們已經使用 LabVIEW 開發了一種用于非吸收性多層媒體光學薄膜的反射率模拟器。 基闆材料的名稱以及多層堆疊每層的材料和厚度作為彈出視窗中的輸入參數輸入程式。 該程式使用層厚度和定義的介電材料堆疊的折射率色散資料，計算給定波長範圍的反射率光譜。 展示了多層堆疊中各種材料組合的模拟反射光譜，并與通過電子束蒸發技術生長的多層光學薄膜的實驗結果進行了比較。

介紹

多層光學薄膜塗層已廣泛用于各種光學和光電元件中的反射率調制。這些包括雷射二極管面上的抗反射 (AR) 和高反射 (HR) 塗層、相機和望遠鏡鏡頭上的 AR 塗層，以及偏振分束器和各種濾光片的制造。多層光學塗層通常由幾層具有不同折射率的非吸收性介電材料堆疊而成。這種膜的反射率取決于在多層疊堆的不同層的連續邊界處，反射的光的相長幹涉或相消幹涉。是以，選擇具有合适介電材料的這些層的适當序列及其厚度，以最好地滿足應用所需的光譜響應，是一個關鍵問題。是以，為了設計多層介電薄膜并優化其塗層條件，這些光學薄膜的反射率光譜模拟是必不可少的工具。

各種數值模拟已成功應用于具有預定光譜響應的多層光學薄膜的設計和合成中。

我們使用LabVIEW（實驗室虛拟儀器工程工作台）（8.2 版）開發了一個用于非吸收性多層媒體光學塗層反射率光譜的模拟程式。 該程式需要在一堆層中的一系列材料，它們的厚度由使用者指定。 使用者還可以定義光在薄膜上的入射角，得到不同入射角下的反射率光譜。 薄膜沉積中的厚度誤差也可以輸入到程式中，并且可以模拟反射率光譜的相應偏差。

LabVIEW 作為程式設計工具的使用使得模拟器非常具有互動性和使用者友好性。 LabVIEW 是一種直覺的圖形程式設計語言，它使用圖示而不是文本行來建立應用程式。 程式的執行由資料流決定。 LabVIEW 程式被稱為虛拟儀器或 VI，因為它們的外觀和操作模仿實體儀器。 在目前的模拟器中，輸入參數通過彈出視窗輸入到程式中。 模拟反射率譜繪制在圖形使用者界面 (GUI) 上，稱為 VI 的“前面闆”，并存儲在給定路徑的檔案中。

模拟器允許使用者設計各種多層光學薄膜，并對其光譜響應進行精确控制。 還可以使用模拟來估計沉積的非吸收性介電多層薄膜中各層的厚度。 改變堆疊中不同層的厚度，可以獲得測量的和模拟的反射率光譜之間的良好一緻性，這樣就可以确定薄膜的厚度。 還可用于優化多層光學薄膜的沉積條件。

接下來将讨論模拟中，用于計算多層光學薄膜反射率光譜的數學方程。 LabVIEW模拟實作 中描述了程式設計技術的實作和模拟的各種特性。 各種光學薄膜的模拟反射率光譜結果在 結果 介紹。 我們還使用電子束 (e-beam) 蒸發技術，優化了單四分之一波光學厚度 (QWOT) 層 AR 塗層和多層 HR 塗層，用于發射 1200 nm 的雷射二極管的刻面塗層。 還介紹了 GaAs 測試基闆上 AR-HR 塗層的優化結果。

數學處理

LabVIEW模拟實作

實驗

結果

詳情參閱 - 亞圖跨際