有(yǒu)很(hěn)多(duō)的過程可(kě)以被稱之為(wèi)反演工程，但(dàn)在Essential Macleod中，該術(shù)語的意思是用來(lái)識别理(lǐ)想設計(jì)的和(hé)實際生(shēng)産嘗試之間(jiān)的差異。該功能大(dà)緻可(kě)以概括為(wèi)“出了什麽問題”。這一過程類似于優化，在優化過程中，将初始設計(jì)進行(xíng)優化，以滿足一組優化目标。優化的目标是測量出來(lái)的、有(yǒu)問題的膜層性能，但(dàn)有(yǒu)的時(shí)候會(huì)有(yǒu)很(hěn)複雜的情況。在正常的優化中，經常會(huì)有(yǒu)多(duō)個(gè)解決方案，但(dàn)是，由于我們通(tōng)常會(huì)從中選擇一個(gè)合适的設計(jì)，所以多(duō)個(gè)解決方案很(hěn)少(shǎo)會(huì)帶來(lái)麻煩。在反演工程中，隻有(yǒu)一個(gè)正确答(dá)案，多(duō)個(gè)解決方案可(kě)能是災難性的，那(nà)麽怎麽才能知道(dào)我們是否得(de)到了正确的答(dá)案？這一點沒有(yǒu)完全嚴格的測試方法，因此我們隻能利用所掌握的關于鍍膜的所有(yǒu)知識來(lái)評估結果的合理(lǐ)性。我們還(hái)利用我們的知識和(hé)經驗以及各種不同的約束來(lái)指導過程。同時(shí)，作(zuò)為(wèi)目标的測量結果應盡可(kě)能精确，這一點至關重要。因此，盡管反演工程本質上(shàng)是一個(gè)優化器(qì)，但(dàn)它的結構與任何優化工具都完全不同。
我們可(kě)以看一個(gè)在400nm至700nm區(qū)域NBK7玻璃上(shàng)鍍減反射膜層反演工程中的應用。這是使用四層SiO2和(hé)Ta2O5，我們在每個(gè)Ta2O5層中引入誤差，在第四層中，靠近基闆厚度+10%，在較厚的第二層中厚度-10%。正确設計(jì)和(hé)錯誤設計(jì)的反射率如圖1所示，其中考慮了基闆背面的影(yǐng)響。
圖1.橙色曲線表示無誤差四層設計(jì)的性能，黑(hēi)色曲線表示有(yǒu)誤差的性能。這兩條曲線都包括基闆後表面的影(yǐng)響。
我們要做(zuò)的第一件事就是通(tōng)過File-New子菜單設置中創建新的反演工程。該工具立即要求導入正确的設計(jì)，圖2，Next，圖3，是我們需要的基闆，默認是從設計(jì)中讀取的。如果在後表面變黑(hēi)或磨平的情況下測量性能為(wèi)反射率，則應使用Wedge屬性。最後，我們需要導入測量性能。圖4顯示了這個(gè)階段工具的外觀。
圖2.反演工程工具的對話(huà)框，其中應輸入無錯誤設計(jì)的路徑。
圖3.反演工程中的第二個(gè)和(hé)第三個(gè)對話(huà)框，我們在其中輸入基闆細節，然後輸入測量的性能。性能可(kě)以是反射率、透射率或橢圓參數(shù)。
圖4.輸入性能後，顯示屏将顯示測量的性能以及從正确設計(jì)中計(jì)算(suàn)得(de)出的性能。有(yǒu)各種可(kě)用的命令，可(kě)以減少(shǎo)目标點的數(shù)量、阻止某些(xiē)目标區(qū)域等
可(kě)用兩種優化技(jì)術(shù)：Simplex和(hé)Differential Evolution。和(hé)通(tōng)常一樣，單純形速度更快，但(dàn)更容易受到局部極小(xiǎo)值的影(yǐng)響。通(tōng)常我們先試試Simplex。每個(gè)技(jì)術(shù)都有(yǒu)一些(xiē)相關的參數(shù)，然後對工具可(kě)以接受的變化量有(yǒu)限制(zhì)。所有(yǒu)這些(xiē)都是為(wèi)了指導這個(gè)過程找到正确的解決方案。這些(xiē)基本約束可(kě)以在控制(zhì)參數(shù)對話(huà)框（圖5）中進行(xíng)調整，可(kě)以通(tōng)過Adjust菜單進行(xíng)訪問。
圖5.控制(zhì)參數(shù)對話(huà)框，可(kě)以在其中設置許多(duō)控制(zhì)過程的參數(shù)。所示的選項卡允許設置一些(xiē)控制(zhì)層參數(shù)優化的參數(shù)。Optimizer選項卡允許在Simplex和(hé)Differential Evolution之間(jiān)進行(xíng)選擇。
圖6.Agjust菜單是我們使用參數(shù)對話(huà)框啓動和(hé)控制(zhì)流程的地方。選項卡顯示我們可(kě)以改變的參數(shù)。Material選項卡允許所選材質的所有(yǒu)層的變化。變化率可(kě)以是一個(gè)常數(shù)，可(kě)以顯示，也可(kě)以在整個(gè)設計(jì)過程中線性或四次變化，這是在Order列中定義的。這基本上(shàng)是工具因子的影(yǐng)響。
這種特殊的設計(jì)一點也不複雜，不太可(kě)能存在多(duō)個(gè)解決方案的問題，因此我們将選擇simplex作(zuò)為(wèi)優化技(jì)術(shù)。它的選擇反映在圖4标題欄中的符号<s>中。另一種可(kě)能性是<de>。要繼續，我們打開(kāi)參數(shù)對話(huà)框，圖6，可(kě)在Adjust菜單中找到。這就是我們控制(zhì)進度的地方。Material選項卡基本上(shàng)與工具因子有(yǒu)關，Layer選項卡與各個(gè)膜層有(yǒu)關，Spectrum選項卡與測量中可(kě)能出現的錯誤有(yǒu)關，盡管應将其用作(zuò)最後手段，Material Mode選項卡與某些(xiē)表達式相匹配，History選項卡允許導航回到初始結構和(hé)在整個(gè)過程步驟中前進。這是一個(gè)相對簡單的例子，因此我們允許所有(yǒu)層的厚度變化，如圖7所示。優化實現得(de)很(hěn)快。拟合非常接近，一個(gè)好的指标是0.00054的RMS Difference，這是拟合接近度的一個(gè)度量。圖8的Design選項卡中給出了完整的設計(jì)細節以及層厚度的百分比變化，但(dàn)評估結果的快速有(yǒu)效方法是使用Results菜單打開(kāi)繪圖。在這種情況下，我們選擇随機厚度，并得(de)到圖9。
圖8 這是Simplex幾秒(miǎo)鍾優化的結果。拟合非常接近，頂部顯示的RMS Difference為(wèi)0.00054非常令人(rén)滿意。
圖9 該工具正确地識别了擾動設計(jì)中的問題，這一随機厚度變化圖證明(míng)了這一點。
這是一個(gè)非常直接簡單的案例。實際過程遠遠比這個(gè)案例複雜，需要研究人(rén)員具備一定的知識和(hé)經驗才能準确分析出問題到底出在哪。
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