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VirtualLab Unity應用：紅外減反射膜

摘要

在本應用案例中，通過選用成熟的初始結構并對其厚度進行進一步優化，設計出一種基于硫系玻璃的長波紅外減反射膜。

應用場景

設計一個可見光減反射膜，通過優化初始結構的厚度，目標是在可見光范圍內0°入射條件下實現平均反射率低于0.5%。

設計結果

設計結果如圖所示，在長波紅外范圍內0°入射時平均反射率低于1%，滿足設計要求。

設計流程

在膜系設計中，所選材料需在工作波段內具有良好的透光性。對于 8–12 μm 的紅外波段，常用的膜層材料包括 Ge、ZnS、ZnSe 和 YbF₃。綜合性能與可實現性，我們最終選用了 Ge、ZnS 和 YbF₃ 三種材料作為膜系組成。初始膜系結構為：Air | M L M H M H M H M |硫系玻璃。 

硫系玻璃因其優異的消色差和消熱差性能，常被廣泛應用于紅外光學系統中。由于該材料尚未包含在軟件的資源庫中，用戶需自行導入相關材料數據以供使用。

關于材料導入的更多信息:  Tutorial : 材料導入 

使用公式工具構建了上述膜系作為基礎結構，右圖展示了其在波長8000-12000 nm范圍內0°入射時的光譜。可以看出此時的反射率不達標

關于材料導入的更多信息:  Tutorial 02: Formula Tool

采用 trf 算法對各層厚度進行優化，目標是在 8000-12000 nm 波長范圍內、0° 入射時最小化反射率。

關于優化的更多信息:  Tutorial 01: Optimization Workflow

通過優化，最終獲得了滿足設計要求的膜層結構。