摘要
熱鏡能夠透過(guò)可見(jiàn)光，同時(shí)反射超過(guò)90%的近紅外和紅外光，有效減少熱量進(jìn)入系統(tǒng)，防止因熱積聚而造成投影系統(tǒng)損壞，因此是投影系統(tǒng)中的理想選擇。
本案例中，采用多個(gè)周期的對(duì)稱(chēng)膜堆作為初始結(jié)構(gòu)，通過(guò)拓寬截止帶和減小通帶波紋，設(shè)計(jì)出一種在0°入射使用的熱鏡。
應(yīng)用場(chǎng)景
設(shè)計(jì)一個(gè)熱鏡，目標(biāo)是在400-700 nm通帶內(nèi)平均透射率>98%,在740-1050 nm截止帶內(nèi)平均透射率<1%。
設(shè)計(jì)結(jié)果
設(shè)計(jì)結(jié)果如圖所示，0°入射時(shí)，通帶平均反射率>98%, 截止帶平均反射率小于1%，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。
設(shè)計(jì)流程
初始結(jié)構(gòu)是一個(gè)對(duì)稱(chēng)膜堆：（0.5L H 0.5L)^15。
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(jiàn)光波范圍內(nèi)0°入射時(shí)的光譜。可以看出此時(shí)通帶波紋較大，截止帶的寬度也不達(dá)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(xiàng)目合并”功能，可將兩個(gè)中心波長(zhǎng)不同的膜系進(jìn)行疊加，并預(yù)覽合并后的光譜響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)截止帶的拓寬。圖中的藍(lán)色曲線(xiàn)為合并后的光譜結(jié)果，可見(jiàn)截止帶寬度得到了顯著提升。
關(guān)于項(xiàng)目合并功能的更多信息: Tutorial: 多項(xiàng)目光譜對(duì)比與項(xiàng)目合并
膜堆疊加后的項(xiàng)目如上圖所示，可以看到此時(shí)的截止帶已經(jīng)滿(mǎn)足了指標(biāo)，但通帶平均透射率仍不達(dá)標(biāo)且有較多波紋。
將第 6 至第 26 層以及 37 至 57 層的膜厚進(jìn)行鎖定，鎖定后這些層在優(yōu)化過(guò)程中將保持不變。僅保留靠近入射介質(zhì)，兩個(gè)膜堆間的膜層以及靠近基底的膜層作為匹配層參與優(yōu)化，以在不影響截止帶性能的前提下，有效降低通帶波紋
通過(guò) Nelder-Mead 算法優(yōu)化第 1–5 層、第 27–36 層及第 58–62 層的厚度，以在 400–700 nm 范圍內(nèi)、正入射條件下最大化透射率。
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98%，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
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