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有限会社 ケイワンは光学薄膜設計ソフト" Optilayer"の日本販売代理店です。

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OptiLayer使用例 OptiLayer

※OptiLayer ver9.96のマニュアルからAdvanced Examplesを日本語化しました。(pdf 3MB)

OptiLayer

広いスペクトル幅および入射角に対して屈折率分散や吸収を含む設計・解析ができる世界最速の膜設計ソフトです。行き届いたインタフェースを持ち、経験のない人でも複雑な要求仕様を容易に自動設計することができます。一方、熟練設計者は自分の経験を反映させて多様な設計問題に対する最適解を求めることができます。

 

  例 : Ramp Filter の計算History
  Target:Ramp Filter
  膜材料:H=2.35, L=1.45
  初期設計:4H( 1層)、中心波長=500nm
  最適化方式:Needle Optimization Auto
  最終結果:27層構成






  
広帯域反射防止膜の設計例

  
バンドリジェクションフィルターの設計例
        (Needle Autoによる最適化計算)

  
不均質膜の影響、電界強度、アドミッタンスなど
        (解析できる項目

  
DWDMフィルターの設計例

【使用例1】広帯域反射防止膜



①初期の設計値を高屈折率と低屈折率の2層膜として計算開始します。


 
ターゲット:反射率=0% (400~800nm)
 基板材料 :GLASS (n=1.52)
 膜材料  :H=TiO2(n=2.35)
       L=SiO2(n=1.46)
 設計初期値:2層膜 H(100nm), L(300nm)
 最適化方法:Needle Optimization Auto














②最適化を開始しますと、自動的に層を増やしながら最適化します。





③計算履歴が表示され、本例では8設計があり、表示をクリックするとその設計グラフが表示されます。
 設計過程におけるメリットファンクションの値とグラフから12層で実用上十分と判断できます。


 #        :計算回数
         (数値が小さい方が新しい)
 Merit Function :メリットファンクション
 N.Layers   :層数
 Tot.Thickness :総合物理膜厚













④最終判断として12層膜を採用します。


 膜厚、屈折率の変動によるバラツキ計算や
 歩留予想計算をすることも可能です。

















⑤結果の膜構成を表示させます。



  結果はエクセルシートに表示する
 ことができます。
  グラフのエクスポート貼り合わせ
 などと組み合わせて多彩な報告書を
 作成することも可能です。










【使用例2】バンドリジェクションフィルターの設計例


初期の設計値を高屈折率と低屈折率の1/4λ交互層19層膜として計算開始します


 ターゲット:T=100%(400~490nm)
 (透過率)  T=0% (500~540nm)
       T=100%(550~700nm)
 基板材料 :GLASS (n=1.52)
 膜材料  :H=TiO2(n=2.35)
       L=SiO2(n=1.46)
 設計初期値:(HL)^9 H
 最適化方法:Needle Optimization Auto




















②最適化を開始しますと、自動的に層を増やしながら最適化します。 




③計算履歴が表示され(本例では39設計)、表示をクリックすると対応するグラフが表示されます。
 本例では71層膜を採用します。




④最適化終了後のグラフ




⑤設計結果をエクセルで表示させて罫線を入れました。
 設計結果のグラフ等も同じ表にエクスポート可能です。


 成膜困難な薄い層に対しては
 条件設定して除去することも
 可能です。
 除去後は自動最適化もされます。




















































⑥バラツキ(誤差)シミュレーションを見ました。


 [設定条件]
   ・膜厚  相対誤差1%
   ・屈折率 相対誤差2%


  Ta 0° :入射角0°の透過率
  Exp  :予想特性
  Exp-D :マイナス側予想特性
  Exp+D :プラス側予想特性









⑥各層の感度指数(長い方が膜厚誤差の影響が大きい)




⑦各層の膜厚を確認してみました。






【使用例3】不均質膜の影響、電界強度、アドミッタンスなど


①膜材料に不均質があった場合の分光特性


 膜構成  :(LH)^7 L 15層膜
 基板材料 :GLASS (n=1.52)
 膜材料  :H=TiO2(n=2.35)
       L=SiO2(n=1.46)
 
 ・黒線が設計分光特性
 ・赤線がHとL材料に-3%の負の不均質が
  あった場合の分光特性
  不均質があった場合の再最適化も可能です。












②波長690nmに対する膜層内の電界強度


 図のスライダーでモニター波長を
 変更することが可能です。



















③波長800nmに対するアドミッタンス図


 図のスライダーでモニター波長を
 変更することが可能です。




















④基板、膜、媒質の屈折率表示




⑤モニタリングの表示


 ・本例は1枚のモニターガラスで
  2層成膜した場合のシミュレー
  ションです。
 ・モニタリングの最適な設定を
  自動的に計算することができます。
 ・不適切なモニタリングは
  色で場所を表示します。














【使用例4】DWDMフィルターの設計例


①初期設定




②キャビティ数指定




③ミラー層数とキャビティ次数指定




④最適化計算




⑤反射防止層の最適化




⑥dB表示




⑦不均質膜の影響




⑧各層の感度表示







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