光學(xué)薄膜設計的重大變革:Philip Baumeister于1958年提出將設計問(wèn)題轉換為優(yōu)化問(wèn)題來(lái)考慮。
而優(yōu)化問(wèn)題則由一系列設計參數(通常為層厚度)構成的評價(jià)函數來(lái)表達,使評價(jià)函數最小化則為膜系設計的目標。
對于一膜系設計,已完成優(yōu)化后,則層數和厚度已固定。若仍沒(méi)有達到預計設計目標(即評價(jià)函數并不是足夠?。?,此時(shí)一般優(yōu)化方法難以再進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化(此時(shí)再優(yōu)化還是會(huì )返回原優(yōu)化狀態(tài))。針式優(yōu)化則通過(guò)在膜系中插入一薄層(針式層)來(lái)改變層數,從而達到進(jìn)一步優(yōu)化的目的。
莫斯科大學(xué)的亞歷山大教授于1982年發(fā)明了針式優(yōu)化技術(shù),這一核心技術(shù)使得Optilayer運算速度比同時(shí)期的任何一款設計軟件都要快數百倍。
下圖中圖1為一優(yōu)化后的三層膜的折射率剖面圖,其用一般優(yōu)化已無(wú)法再進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。故而通過(guò)插入一針式層來(lái)優(yōu)化,如圖2所示:
圖1. z方向為厚度,n(z)為折射率。
圖2. 在薄膜中某一厚度位置插入一折射率為n的狹長(cháng)薄膜層。
上圖中最左側為基底折射率,最右側為入射媒介,兩陰影區為針式變量(needle varition)。