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入门教程

这组教程面向薄膜光学初学者,从裸玻璃上的减反膜开始,逐步进入高反镜、滤光片、分光镜、吸收分析和相位测量。每篇围绕一个具体结果,同时学习光学原理、软件操作和结果判断。

建议按“反射、透射与分光 → 吸收与深度分布 → 相位、色散与椭偏”的顺序阅读。

  1. 第一次薄膜设计:从裸玻璃到宽带减反膜
  2. 用透明材料做镜子:设计 99% DBR 高反镜
  3. 用两面镜子选出一种颜色:Fabry–Pérot 窄带滤光片
  4. 膜厚偏差会怎样改变滤光片:Fabry–Pérot 灵敏度分析
  5. 让一束光各走一半:设计 45° 50/50 介质分束镜
  6. 把蓝绿光和红光分开:设计 45° 二向色分光镜
  7. 层数越多越好吗:比较二向色分光镜的性能与结构代价
  1. 光被哪一层吸收:分析并优化 a-Si 薄膜太阳能电池
  2. 优化后的 a-Si 为什么吸收更多光:分析电场、能流与吸收密度
  1. Fabry–Pérot 滤光片对短脉冲的影响:相位、延迟与展宽
  2. Ψ 和 Δ 如何辨认薄膜变化:椭偏测量入门

每篇教程的重点、软件操作和核心原理如下。

项目 光学原理 软件能力
宽带减反膜 菲涅耳反射、光学厚度、相消干涉 结构、光学参数、R/T、优化
DBR 高反镜 四分之一波周期结构、相长干涉、阻带 Layer Group、重复次数、光谱验收
Fabry–Pérot 滤光片 多光束干涉、谐振腔、线宽 对称层序、精细波长步长、FWHM
Fabry–Pérot 灵敏度 腔厚、反射相位、峰位漂移 细步长 Sweep、峰值、FWHM、Q
45° 50/50 分束镜 指定反射率、斜入射相位、偏振平均 单点目标、s/p 与角度 Sweep
45° 二向色分光镜 斜入射、s/p 分裂、多目标取舍 双波段目标、变量边界、偏振验收
二向色结构取舍 周期数、波段取舍、偏振分裂 候选结构优化、边界与总厚度比较
a-Si 薄膜太阳能电池 复折射率、有效与寄生吸收 R/T/A、Layer Absorption、Sweep、优化
a-Si 深度分布 驻波、能流衰减、局部吸收 Electric Field、Poynting Vector、Absorption Density
Fabry–Pérot 色散 透射相位、群延迟、群延迟色散 Phase、GD、GDD、可信波长范围
SiO₂ / Si 椭偏 p/s 振幅比、相位差、膜厚灵敏度 Ψ、Δ、膜厚 Sweep

完成这组教程后,可继续阅读案例复现,将所学方法用于论文器件和更复杂的膜系。

本教程只覆盖操作步骤。物理原理、每项功能的完整参数、结果的解读方式,以及算法验证,都在文档站: