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  Essential Macleod 光学薄膜分析软件
 
 Essential Macleod 简介
Essential Macleod 是一套完备的光学薄膜分析与设计的软件包﹐它能在所有 32 位的微软视窗操作系统下运行，并且具有真正的多文档操作界面；它能满足光学镀膜设计中的各种要求，也能对波分复用（ WDM ）和密集波分复用（ DWDM ）滤波片进行测评；它可以处理从超快光到颜色的各种性能参数；可以从头开始设计也可以优化已有的设计；可以勘测在设计中的误差，也可以萃取设计用到的光学薄膜常数。
 
 Essential Macleod 特色

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

 
 Essential Macleod 功能说明
效能计算 （ Performance Caculations ）
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 - 英吋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。
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。
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。
逆向工程（ Reverse Engineering ）
Essential Macleod 可对在制造过程中生成的误差 提供鉴定支持；这方面支持是通过纯化（ Simplex ）优化法的改进而达到的。
纯化优化法可对折射率和厚度进行优化。对于制造过程中的误差率特点和其他问题，通过各种方式对这些特征进行不同方面的约束，
纯化优化法可方便的解决。这些约束条件可以逐渐改变或者取消，以得到最后的解决方案，并由此表明可能误差的性质和大小。
而折射率的变化是以存储密度改变的形式来表征。如果需要的话，我们也可以通过调整既有材料的存储密度以创建出新的材料。
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，因为 OptiMac 的强大功能， 我们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，为了使膜层的厚度无法改变，我们
可以锁定该膜层。 Linking 法可以步进式的导致厚度的改变。优化对象可以以计算性能参数来定义，例如：颜色，波长（或频率）、
入射角、质量以及公差。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，对象发生器可协助
创建多对象。
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。
分析工具（ Analysis Tools ）
其他分析工具包括：导纳轨迹法（ Admittance diagrams ）、环形图法（ Circle Diagrams ，反射系数 reflection coefficient)
以及电场图（ Electric Field plots ） 。电场图可以计算电场的绝对振幅值，这使得使用者可以比较多膜层的能量吸收﹐以估算
相对的损耗可能性；或是同一膜层不同波长的能量吸收。但这种方法对相对场的计算而言并不适合。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。
材料管理（ Materials Management ）
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 （ N & K Derivation ）
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商，很可能会需要制造与数据库中存储的
材料的光学常量不尽相同的光学薄膜。 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。在封装中使用这种方法是以包装技术为基础的，也十分的稳定。这种方法可以应用于“全透射”，
“全反射”或者同时具有透射和反射的情况。根据得到的数据，我们可以检测出膜层的多相性，或者吸收率或者同时两方面的结果。
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 可增益功能的模块
Runsheet
这个工具可设计镀膜制程，包含机器配置编辑器以及跑单生成器。机器配置中贮存了镀膜机的详细设置，材料源以及制具因子以及
监控系统。使用者可使用跑单生成器对既定的机器配置，进行镀膜设计的监控规划。该工具除了可同时具备光学与晶体监控功能外，
也包括诸如动态加工因子和系统带宽等高级特性。
Simulator
对于公差问题， 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解决。通过一个由 Runsheet 创建
的控制计划， Simulator 可模拟薄膜淀积控制，引入随机和系统效应，例如信号噪声，加工因子的变动，封装密度误差等等，以及
显示这些参数对于镀膜制程的最终模拟结果的效应。
Monitorlink
Monitorlink 提供将 Runsheet 连结到一个淀积控制器的额外软件。一个独立的程序与控制器直接连接，而且一个 Runsheet 的扩展
也赋予其产出和编辑淀积程序的功能。
VStack
VStack 是一种计算与优化的工具﹐它也能计算这些系统中斜射光的效应。当光束斜入射时，初始为 p- 偏振态的光线最终会以 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，我们称此为 偏振泄漏 (polarization leakage) 现象。 VStack 能计算泄漏的大小而且提供泄漏元件的 Delta 值。
Function
一些法向反射﹑透射﹑或是相位的计算通常需要非常庞大的计算量才能求得结果。电子数据表并不是一种合适的解法，一方面因为
它不方便进行插值操作，另一方面在处理不同数量的数据组字时会有困难。但 Function 可以完全自动计算，其简单宏指令中的
操作 ( 具有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
DWDA Assistant 可自主 设计一组多腔滤波片，以满足用户的不同规格，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。
 
 
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