有很多的過程可以被稱之為反演工程，但在Essential Macleod中，該術語的意思是用來識別理想設計的和實際生產嘗試之間的差異。該功能大致可以概括為“出了什么問題”。這一過程類似于優化，在優化過程中，將初始設計進行優化，以滿足一組優化目標。優化的目標是測量出來的、有問題的膜層性能，但有的時候會有很復雜的情況。在正常的優化中，經常會有多個解決方案，但是，由于我們通常會從中選擇一個合適的設計，所以多個解決方案很少會帶來麻煩。在反演工程中，只有一個正確答案，多個解決方案可能是災難性的，那么怎么才能知道我們是否得到了正確的答案？這一點沒有完全嚴格的測試方法，因此我們只能利用所掌握的關于鍍膜的所有知識來評估結果的合理性。我們還利用我們的知識和經驗以及各種不同的約束來指導過程。同時，作為目標的測量結果應盡可能精確，這一點至關重要。因此，盡管反演工程本質上是一個優化器，但它的結構與任何優化工具都完全不同。
我們可以看一個在400nm至700nm區域NBK7玻璃上鍍減反射膜層反演工程中的應用。這是使用四層SiO2和Ta2O5，我們在每個Ta2O5層中引入誤差，在第四層中，靠近基板厚度+10%，在較厚的第二層中厚度-10%。正確設計和錯誤設計的反射率如圖1所示，其中考慮了基板背面的影響。
圖1.橙色曲線表示無誤差四層設計的性能，黑色曲線表示有誤差的性能。這兩條曲線都包括基板后表面的影響。
我們要做的第一件事就是通過File-New子菜單設置中創建新的反演工程。該工具立即要求導入正確的設計，圖2，Next，圖3，是我們需要的基板，默認是從設計中讀取的。如果在后表面變黑或磨平的情況下測量性能為反射率，則應使用Wedge屬性。最后，我們需要導入測量性能。圖4顯示了這個階段工具的外觀。
圖2.反演工程工具的對話框，其中應輸入無錯誤設計的路徑。
圖3.反演工程中的第二個和第三個對話框，我們在其中輸入基板細節，然后輸入測量的性能。性能可以是反射率、透射率或橢圓參數。
圖4.輸入性能后，顯示屏將顯示測量的性能以及從正確設計中計算得出的性能。有各種可用的命令，可以減少目標點的數量、阻止某些目標區域等
可用兩種優化技術：Simplex和Differential Evolution。和通常一樣，單純形速度更快，但更容易受到局部極小值的影響。通常我們先試試Simplex。每個技術都有一些相關的參數，然后對工具可以接受的變化量有限制。所有這些都是為了指導這個過程找到正確的解決方案。這些基本約束可以在控制參數對話框（圖5）中進行調整，可以通過Adjust菜單進行訪問。
圖5.控制參數對話框，可以在其中設置許多控制過程的參數。所示的選項卡允許設置一些控制層參數優化的參數。Optimizer選項卡允許在Simplex和Differential Evolution之間進行選擇。
圖6.Agjust菜單是我們使用參數對話框啟動和控制流程的地方。選項卡顯示我們可以改變的參數。Material選項卡允許所選材質的所有層的變化。變化率可以是一個常數，可以顯示，也可以在整個設計過程中線性或四次變化，這是在Order列中定義的。這基本上是工具因子的影響。
這種特殊的設計一點也不復雜，不太可能存在多個解決方案的問題，因此我們將選擇simplex作為優化技術。它的選擇反映在圖4標題欄中的符號<s>中。另一種可能性是<de>。要繼續，我們打開參數對話框，圖6，可在Adjust菜單中找到。這就是我們控制進度的地方。Material選項卡基本上與工具因子有關，Layer選項卡與各個膜層有關，Spectrum選項卡與測量中可能出現的錯誤有關，盡管應將其用作最后手段，Material Mode選項卡與某些表達式相匹配，History選項卡允許導航回到初始結構和在整個過程步驟中前進。這是一個相對簡單的例子，因此我們允許所有層的厚度變化，如圖7所示。優化實現得很快。擬合非常接近，一個好的指標是0.00054的RMS Difference，這是擬合接近度的一個度量。圖8的Design選項卡中給出了完整的設計細節以及層厚度的百分比變化，但評估結果的快速有效方法是使用Results菜單打開繪圖。在這種情況下，我們選擇隨機厚度，并得到圖9。
圖8 這是Simplex幾秒鐘優化的結果。擬合非常接近，頂部顯示的RMS Difference為0.00054非常令人滿意。
圖9 該工具正確地識別了擾動設計中的問題，這一隨機厚度變化圖證明了這一點。
這是一個非常直接簡單的案例。實際過程遠遠比這個案例復雜，需要研究人員具備一定的知識和經驗才能準確分析出問題到底出在哪。
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