概述

這篇文章介紹了如何在OpticStudio中添加金屬材料，并將它們應(yīng)用在序列模式表面或非序列物體表面上。

介紹

在OpticStudio中有兩種定義材料的方式：

1、使用材料庫 (Materials Catalog)

2、使用鍍膜文件 (Coating File)

材料可以在材料庫或鍍膜文件中進(jìn)行定義，但對于定義金屬材料來說，最簡單的方法是用鍍膜文件進(jìn)行定義。光線在金屬表面發(fā)生的交互作用絕大多數(shù)只發(fā)生在表面以下幾微米的深度內(nèi)，因此在這樣的深度下使用鍍膜來模擬一個金屬薄層是非常有效的方法。

這篇文章講述了如何在OpticStudio的膜層文件中定義一種新的金屬材料，以及如何將這種材料應(yīng)用到任意相關(guān)物體的相關(guān)表面。

定義金屬膜層

對于像玻璃這樣的介質(zhì)材料，介質(zhì)的折射率只由實部組成，其虛部為零。然而對于金屬來說，其折射率為復(fù)數(shù)。OpticStudio使用下式描述金屬的復(fù)折射率：

其中，n為折射率；k為消光系數(shù) (extinction coefficient)。在OpticStudio中，當(dāng)消光系數(shù)k為負(fù)數(shù)時表示吸收材料。舉例來說，在OpticStudio中鋁材料的折射率可由下式近似表示：

OpticStudio使用文本文件定義所有的膜層數(shù)據(jù)。同時，OpticStudio還提供了膜層數(shù)據(jù)的示例文件，該文件位于Zemax根目錄下的Coatings文件夾中，在定義新透鏡時系統(tǒng)默認(rèn)使用該膜層文件。您可以定義多個膜層文件并將它們保存在相同的路徑下，然而同一時刻只能使用一個膜層文件。所使用的文件名稱可在系統(tǒng)選項 (System Explorer) 中的文件 (File) 菜單中選擇。當(dāng)您對COATING.DAT文件進(jìn)行了修改后，我們強(qiáng)烈建議您將文件另存為一個新的名稱，這樣在后續(xù)OpticStudio版本更新對COATING.DAT文件進(jìn)行覆蓋時不會影響到您的膜層文件。

在膜層文件中，有許多關(guān)鍵詞用來定義不同類型的膜層文件，這包括：

MATE （用來定義材料）

TAPR （用來定義漸厚膜層）

COAT （用來定義鍍膜）

TABLE （使用數(shù)據(jù)點表格定義膜層）

IDEAL （用來定義理想膜層）

IDEAL2 （用來定義第二類理想膜層）

所有用于定義材料和漸厚膜層的關(guān)鍵詞都位于起始定義行，膜層數(shù)據(jù)跟隨在定義行之后。

如果想創(chuàng)建一種新的材料，則必須先使用MATE關(guān)鍵詞，MATE關(guān)鍵詞的語法如下所示：

MATE <user-defined material name>

wavelength   real   imaginary

wavelength   real   imaginary

....

其中，波長 (wavelength) 總是以微米為單位的，并且當(dāng)存在多個波長的數(shù)據(jù)時所有數(shù)據(jù)行必須以波長的升序進(jìn)行排列；實部 (real) 為材料在對應(yīng)波長下的折射率；虛部 (imaginary) 為消光系數(shù)。

以下為默認(rèn)膜層文件COATING.DAT中的兩個示例：