摘要

熱鏡能夠透過可見光，同時反射超過90%的近紅外和紅外光，有效減少熱量進入系統(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，采用多個周期的對稱膜堆作為初始結構，通過拓寬截止帶和減小通帶波紋，設計出一種在0°入射使用的熱鏡。

應用場景

設計一個熱鏡，目標是在400-700 nm通帶內平均透射率>98%,在740-1050 nm截止帶內平均透射率<1%。

設計結果

  

設計結果如圖所示，0°入射時，通帶平均反射率>98%, 截止帶平均反射率小于1%，滿足設計指標。

設計流程

初始結構是一個對稱膜堆：（0.5L H 0.5L)^15。

  

使用公式工具構建了上述膜系作為基礎結構，右圖展示了其在可見光波范圍內0°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。

關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，可將兩個中心波長不同的膜系進行疊加，并預覽合并后的光譜響應，從而實現(xiàn)截止帶的拓寬。圖中的藍色曲線為合并后的光譜結果，可見截止帶寬度得到了顯著提升。

關于項目合并功能的更多信息:  Tutorial: 多項目光譜對比與項目合并

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，但通帶平均透射率仍不達標且有較多波紋。

將第 6 至第 26 層以及 37 至 57 層的膜厚進行鎖定，鎖定后這些層在優(yōu)化過程中將保持不變。僅保留靠近入射介質，兩個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 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、正入射條件下最大化透射率。

關于優(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%，滿足設計要求。