摘要
在投影機中，光學(xué)薄膜在提高光學(xué)效率和減少光損耗方面發(fā)揮著重要作用，其中冷光鏡是一個關(guān)鍵部分。冷光通過反射光源中的可見光并允許紅外光透過，有助于提高圖像質(zhì)量并減少系統(tǒng)中的熱負荷。
在本案例中，采用多個周期的對稱膜堆作為初始結(jié)構(gòu)，通過拓寬截止帶和減小通帶波紋，設(shè)計出一種能夠在45°入射角下反射可見光并透過紅外光的冷光鏡。
應(yīng)用場景
設(shè)計一款冷反射鏡，在初始膜系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過拓寬截止帶并減小通帶波紋，以提升整體光譜性能，目標(biāo)是在45°入射角下實現(xiàn)400–690 nm波段內(nèi)平均透射率低于1%，在750–1100 nm波段內(nèi)平均透射率高于99%。
設(shè)計結(jié)果
設(shè)計結(jié)果如圖所示，45入射時，截止帶平均反射率<1%, 通帶平均反射率大于99%，滿足設(shè)計指標(biāo)。
設(shè)計流程
初始結(jié)構(gòu)是一個周期性的對稱膜堆：（0.5H L 0.5H)^10。
使用公式工具構(gòu)建了上述膜系作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，右圖展示了其在可見光波范圍內(nèi)45°入射時的光譜。可以看出此時通帶波紋較大，截止帶的寬度也不達標(biāo)。
關(guān)于公式工具的更多信息: Tutorial: Formula Tool
使用光譜圖中的“項目合并”功能，將三個中心波長不同的膜系進行疊加，并預(yù)覽合并后的光譜響應(yīng)，從而實現(xiàn)截止帶的拓寬。圖中的紅色曲線為合并后的光譜結(jié)果，可見截止帶寬度得到了顯著提升。
關(guān)于項目合并功能的更多信息: Tutorial: Merge Project
膜堆疊加后的項目如上圖所示，可以看到此時的截止帶已經(jīng)滿足了指標(biāo)，但通帶平均透射率仍不達標(biāo)且有較多波紋。
通過 Nelder-Mead 算法優(yōu)化所有層的厚度，目標(biāo)是在45°入射時，750-1100 nm最大化透射率，400-690 nm最小化透射率。
關(guān)于優(yōu)化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
優(yōu)化后的通帶波紋明顯減小，且平均反射率大于99%，滿足設(shè)計要求。
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