薄膜组件条件与应用如图下

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                          光学薄膜应用图

下面介绍几种常用的光学薄膜组件

  减反射膜 MSN：sunny@optotek.cn alan@optotek.cn

  又称增透膜﹐它的主要功能是减少或消除透镜﹑棱镜﹑平面镜等光学表面的反射光﹐从而增加这些组件的透光量﹐减少或消除系统的杂散光。 光学设计论坛 http://www.opto-tech.com

  最简单的增透膜是单层膜﹐它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。当薄膜的折射率低于基体材料的折射率时﹐两个界面的反射系数r1 和 r2 具有 相同的位相变化。如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一﹐相邻两束光的光程差恰好为﹐即振动方向相反﹐迭加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。适当选择膜层的折射率﹐使得r和r相等﹐这时光学表面的反射光可以完全消除。

  一般情况下﹐采用单层增透膜很难达到理想的增透效果﹐为了在单波长实现零反射﹐或在较宽的光谱区达到好的增透效果﹐往往采用双层﹑三层甚至更多层数的减反射膜。下图Kg 玻璃 (n=1.52) 上的增透膜 的 a﹑b﹑c 分别绘出 Kg玻璃表面的单层﹑双层和三层增透膜的剩余反射曲线。

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减反射膜是应用最广﹑产量最大的一种光学薄膜﹐因此﹐它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题﹐研究的重点是寻找新材料﹐设计新膜系﹐改进淀积工艺﹐使之用最少的层数﹐最简单﹑最稳定的工艺﹐获得尽可能高的成品率﹐达到最理想的效果。对激光薄膜来说﹐减反射膜是激光损伤的薄弱环节﹐如何提高它的破坏强度﹐也是人们最关心的问题之一。 承接光学设计项目

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  它的功能是增加光学表面的反射率。反射膜一般可分为两大类﹐一类是金属反射膜﹐一类是全电介质反射膜。此外﹐还有把两者结合起来的金属电介质反射膜。

  一般金属都具有较大的消光系数﹐当光束由空气入射到金属表面时﹐进入金属内部的光振幅迅速衰减﹐使得进入金属内部的光能相应减少﹐而反射光能增加。消光系数越大﹐光振幅衰减越迅速﹐进入金属内部的光能越少﹐反射率越高。

人们总是选择消光系数较大﹐光学性质较稳定的那些金属作为金属膜材料。在紫外区常用的金属薄膜材料是铝﹐在可见光区常用铝和银﹐在红外区常用金﹑银和铜﹐此外﹐铬和铂也常用作一些特种薄膜的膜料。由于铝﹑银﹑铜等材料在空气中很容易氧化而降低性能﹐所以必须用电介质膜加以保护。常用的保护膜材料有一氧化硅﹑氟化镁﹑二氧化硅﹑三氧化二铝等。金属反射膜的优点是制备工艺简单﹐工作的波长范围宽﹔缺点是光损耗大﹐反射率不可能很高。为了使金属反射膜的反射率进一步提高﹐可以在膜的外侧加镀几层一定厚度的电介质层﹐组成金属电介质反射膜。需要指出的是﹐金属电介质反射膜增加了某一波长(或者某一波区)的反射率﹐却破坏了金属膜中性反射的特点。

  全电介质反射膜是建立在多光束干涉基础上的。与增透膜相反﹐在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的薄膜﹐就可以增加光学表面的反射率。最简单的多层反射膜是由高﹑低折射率的二种材料交替蒸镀而成的﹐每层膜的光学厚度为某一波长的四分之一。在这种条件下﹐参加迭加的各界面上的反射光矢量﹐振动方向相同。合成振幅随着薄膜层数的增加而增加。下图 反射膜反射率 R 与薄膜层数关系图 中 3﹑5﹑7﹑9 表示层数 给出这种反射膜的反射率随着层数而变化的情形。

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原则上说﹐全电介质反射膜的反射率可以无限接近于1﹐但是薄膜的散射﹑吸收损耗﹐限制了薄膜反射率的提高。目前﹐优质激光反射膜的反射率虽然已超过99.9％﹐但有一些工作还要求它的反射率继续提高。应用于强激光系统的反射膜﹐则更强调它的抗激光强度﹐围绕提高这类薄膜的抗激光强度所开展的工作﹐使这类薄膜的研究更加深入。

  是种类最多﹑结构复杂的一类光学薄膜。它的主要功能是分割光谱带。最常见的干涉滤光片是截止滤光片和带通滤光片。截止滤光片可以把所考虑的光谱区分成两部分﹐一部分不允许光通过(称为截止区)﹐另一部分要求光充分通过(称为带通区)。按照通带在光谱区的位置又可分为长波通和短波通二种﹐它们最简单的结构分别为﹕

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