参考手册 (Reference):拟合参数与算法对照表
在执行膜系折射率拟合时,涉及到大量的计算约束条件和算法参数。本手册旨在提供所有参数选项的精准对照定义,供高级用户在进行复杂调试时快速查阅。
1. 膜厚约束 (Thickness Constraints)
决定了折射率拟合算法在寻找最佳物理膜厚时的搜寻空间。
| 参数名称 | 类型 | 说明 | 配置建议 |
|---|---|---|---|
| 起始厚度 (Start) | 数值 (nm) | 算法猜想的膜厚下边界。 | 建议设置在实际测量值的 -20nm 左右以免漏掉局部最优。 |
| 终止厚度 (End) | 数值 (nm) | 算法猜想的膜厚上边界。 | 建议设置在实际测量值的 +20nm 左右。 |
| 厚度间隔 (Step) | 数值 (nm) | 遍历膜厚上下界时的步进尝试粒度。 | 1nm 足够大多数场景;若需要极速粗算是可以设为 5-10nm。 |
2. 初始值折射率 (Initial Indices)
大多数局部优化的算法高度依赖起始点(瞎猜的值)的好坏,一个离谱的初始值会导致算法彻底发散跑偏。
| 参数名称 | 值类型 | 物理意义 |
|---|---|---|
| 主值 (n) | 实数 | 该材料在基准波长下的预估折射率。介质材料通常选 1.5 - 2.5 之间。 |
| 消光系数 (k) | 实数 | 预估的吸收率。对纯透明介质设为 0 或极小值(如 0.001)。 |
3. 停止模式 (Stop Conditions)
防止底层引擎陷入死循环(无限计算)。触发以下任一条件,优化行为即被成功中断。
3.1 优化函数阈值 (Merit Function - MF)
- 定义:当前尝试计算出来的光谱与您导入的【参考光谱目标】之间的均方差或加权误差。
- 配置规则:设定一个极其逼近 0 的目标值。比如设为
1或10,数值越小拟合越严格,但耗时成倍增加。
3.2 优化尝试次数 (Max Iterations)
- 定义:强制切断算法引擎尝试的理论上限步数。
- 配置规则:默认
100或500次。如果一直没打到 MF 阈值但超过了步数,引擎也会强制返回当前找到的最好结果供您参考。
4. 优化算法支持 (Algorithm Engine)
CoatFlex 引擎提供了基于各种流派的数学算法,用以解决不同维度的光学非线性优化难题:
| 算法代号 | 全称 | 适用场景及特性 |
|---|---|---|
| Filmstar | Filmstar 同款经典拟合 | 目前的主推算法。 收敛快,在拟合透明单层/双层时的结果极其平稳。 |
| LM | Levenberg-Marquardt (阻尼牛顿法) | 局部最优解算法里的王者。依赖良好的起始值(Initial Indices)。速度极快,自带解析雅可比加速。 |
| Simplex | Nelder-Mead (单纯形法) | 对梯度的依赖度低,甚至容忍一些存在间断点(不平滑)的光谱目标。 |
| SA | Simulated Annealing (模拟退火) | 全局寻优算法。如果您完全不知道准确的预期膜厚,可以用它大面积乱撞跳出局部错误解。较慢。 |
| DE | Differential Evolution (差分进化) | 全局寻优组。适合极多参数/超多维膜系折射率的联合寻找。极其缓慢。 |
| ACO | Ant Colony (蚁群算法) | 群体智能策略。在某些复杂离散光学指标组合中效果惊人。 |
5. 光谱目标 (Spectrum Targets)
必须显式建立一个标靶列阵,告诉引擎它的拟合误差往哪里使劲:
- 从数据库导入:将之前保存好的标准目标导入为
Target。 - 由导入光谱生成:通过真实机器测回的数据逆向生成
Target(最通用做法)。 - 绑定 / 启用:建立好的目标列表右侧的 [x] 使用 选框必须处于勾选激活状态,否则当前目标不会被传入底层引算中充当约束。