教程与案例
入门教程
薄膜器件教程：光学原理、仿真验证与基础设计
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。
反射、透射与分光
- 第一次薄膜设计：从裸玻璃到宽带减反膜
- 用透明材料做镜子：设计 99% DBR 高反镜
- 用两面镜子选出一种颜色：Fabry–Pérot 窄带滤光片
- 膜厚偏差会怎样改变滤光片：Fabry–Pérot 灵敏度分析
- 让一束光各走一半：设计 45° 50/50 介质分束镜
- 把蓝绿光和红光分开：设计 45° 二向色分光镜
- 层数越多越好吗：比较二向色分光镜的性能与结构代价
吸收与深度分布
相位、色散与椭偏
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。