完全自動化的設(shè)計(jì)和制造，所需要的只是一個規(guī)格要求和一個開始按鈕，但是到目前為止，實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)還有一段路要走。對于光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)，我們?nèi)匀恍枰獜臉I(yè)人員豐富的技能和經(jīng)驗(yàn)。好消息是，Macleod強(qiáng)大的優(yōu)化與合成技術(shù)可以將這個苦差事從設(shè)計(jì)操作中解脫出來。從業(yè)人員所需要的只是對如何以及何時使用它們的一點(diǎn)了解。優(yōu)化和合成是相似的，但優(yōu)化實(shí)質(zhì)上改善了現(xiàn)有設(shè)計(jì)，而合成實(shí)際上可以構(gòu)建一個膜系。
計(jì)算機(jī)無法判斷膜系好或者壞等屬性。他們能做的最多就是認(rèn)識到一個數(shù)字大于或小于另一個數(shù)字。因此，我們必須將好或差的屬性轉(zhuǎn)換為一對數(shù)字的比較。每個數(shù)字都被稱為品質(zhì)因子。在Essential Macleod中，較小的品質(zhì)因子意味著更好的設(shè)計(jì)。
設(shè)置評價函數(shù)的第一個基本要素是指定所需的性能。 這是通過一組目標(biāo)來完成的。 在最簡單的情況下，每個目標(biāo)完全獨(dú)立于任何其他目標(biāo)（我們很快討論目標(biāo)鏈接），并且?guī)缀蹩梢允侨魏慰捎?jì)算的性能參數(shù)。評價函數(shù)將目標(biāo)和當(dāng)前表現(xiàn)結(jié)合到一個數(shù)字M中：
其中M是品質(zhì)因子，T是目標(biāo)值，X是實(shí)際值，A是公差，W是權(quán)重，p是引起誤差的冪數(shù)。
圖1.一種陷波濾波器，通過對開始的四分之一堆棧的所有層進(jìn)行優(yōu)化而實(shí)現(xiàn)。
有時兩個目標(biāo)參數(shù)之間的關(guān)系比它們的絕對值更重要。有時，對于p和s偏振的反射率應(yīng)該相等而反射率的實(shí)際值相對不重要。 這需要Target Linking，它將線性關(guān)系中的目標(biāo)組合在一起。具有相同Link Number的所有目標(biāo)的性能屬性首先乘以Link Multiplier然后相加。 然后將單個目標(biāo)值應(yīng)用于此總和。如果兩個性能值相等，則它們的乘數(shù)必須相等但符號相反，并且要將它們的總和的目標(biāo)設(shè)置為零。
膜層是可以鎖定或鏈接的。鎖定的膜層保持固定，不參與優(yōu)化。鏈接層一起移動，就像它們是一個單一變量一樣。目標(biāo)文檔中的Thickness選項(xiàng)卡還可以對要使用的特定材料的總量進(jìn)行約束。
設(shè)計(jì)文檔中的目標(biāo)還可以指定Context。Context的主要目的是適應(yīng)敏感的材料，即在不同狀態(tài)下具有不同光學(xué)常數(shù)的材料，但Context也可用于設(shè)計(jì)問題，如雙折射材料的抗反射。Context是在設(shè)計(jì)文檔的Context選項(xiàng)卡中定義的。總是有一個Normal Context，如果忽略該Context，則將其設(shè)置為Normal。可以在Context中定義膜層和基板。物理厚度在從一個環(huán)境到另一個環(huán)境的轉(zhuǎn)換中保持不變。圖2位相關(guān)案例。
Context僅限于設(shè)計(jì)文檔。在其他如、stack、vstack、runsheet等中，假定為Normal Context。
圖2.使用Context屬性的示例。在設(shè)計(jì)文件的Context中，標(biāo)簽基板被聲明為一種敏感材料，在Normal Context中具有材料SiO2的特性，在新添加的Context中具有Al2O3的特性-Abnormal。在normal和abnormal情況下，目標(biāo)被設(shè)置為從400nm到700nm的零反射率，圖中顯示了使用材料MgF2和Ta2O5進(jìn)行優(yōu)化合成的結(jié)果。
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