[发明专利]一种光学膜系优化设计方法及产品

权利要求书

1.一种光学膜系优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1构建初始膜系和目标评价函数，并确定待优化的偏振特性，计算在初始膜系各处插入不同材料膜层后对应的偏振特性值，并基于偏振特性值计算对应的目标评价函数值，以最小评价函数值对应的插入材料和插入位置在初始膜系中插入膜层以得到新的膜系；

S2对新的膜系进行膜层厚度的优化，当达到预设优化次数后停止优化，判断是否满足终止条件，若是，则结束，若否，则转入步骤S3继续进行优化；

S3计算在新的膜系各处插入不同材料膜层后对应的偏振特性值，并基于偏振特性值计算对应的目标评价函数值，以最小评价函数值对应的插入材料和插入位置在新的膜系中插入膜层以得到新的膜系；

S4对新的膜系进行膜层厚度优化，当达到预设优化次数后停止优化，判断是否满足终止条件，若是，则结束，若否，则转入步骤S5继续进行优化；

S5重复步骤S3～S4直至满足终止条件。

2.如权利要求1所述的光学膜系优化设计方法，其特征在于，所述目标评价函数为：

其中，Φ为目标评价函数，k为需要优化的偏振特性的个数，L为波长点数，w_c为权值，G_c为第c个要优化的偏振特性在指定波长点下的值，T_c为第c个要优化的偏振特性在指定波长点下的目标值，δG_c为第c个要优化的偏振特性在指定波长点下的值与相应目标值的容忍度。

3.如权利要求1所述的光学膜系优化设计方法，其特征在于，所述偏振特性为膜系s光反射系数、膜系p光反射系数、膜系s光透射系数、膜系p光透射系数、膜系s光反射率、膜系p光反射率、膜系s光透射率、膜系p光透射率、膜系反射相位延迟、膜系透射相位延迟中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的光学膜系优化设计方法，其特征在于，所述终止条件优选为目标评价函数值阈值、循环次数阈值、膜系总厚度阈值或膜层总数阈值，当目标评价函数值小于等于阈值时，判断为满足终止条件；当重复步骤S3～S4的次数达到循环次数阈值时，判断为满足终止条件；当膜系总厚度达到膜系总厚度阈值时，判断为满足终止条件；当膜系中的膜层总数达到膜层总数阈值时，判断为满足终止条件。

5.一种非偏振膜系，其由权利要求1-4任一项所述的光学膜系优化设计方法设计获得，其特征在于，该非偏振膜系由Ag、TiO₂、Al₂O₃和SiO₂这四种材料排布形成，其排布规则如下，其中靠近基底的膜层为第1层：

6.一种减反膜系，其由权利要求1-4任一项所述的光学膜系优化设计方法设计获得，其特征在于，该减反膜系由TiO₂，SiO₂，MgF₂这三种材料排布形成，其排布规则如下，其中靠近基底的膜层为第1层：

7.一种消偏振分束器，其特征在于，包括如权利要求5所述的非偏振膜系和如权利要求6所述的减反膜系。