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光学薄膜技术的概念及其种类

来源:  |  发布时间:2017-11-22 11:23:06  |  浏览次数:

    今天呢小编就来给大家重点来讲讲光学薄膜的技术,光学薄膜技术的应用开始于20世纪30年代。想必大家都知道光学薄膜在我们的生活中是无处不在的,随时随地都能见到。比如在光学设备,舞台灯光、钞票上的防伪技术,还有电视机上,各种家电用品等都有应用到光学薄膜技术。接下来就让飞宇达光电的小编重点来给大家讲讲光学薄膜技术

一、光学薄膜的概念

    由薄的分层介质构成的,通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代,光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域,制造各种光学仪器。主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用,获得了科学技术工作者的日益重视 。
    最简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄层。在这种情况下,可以用光的干涉理论来研究光学薄膜的光学性质。当一束单色平面波入射到光学薄膜上时,在它的两个表面上发生多次反射和折射,反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律给出,反射光和折射光的振幅大小则由菲涅耳公式确定(见光在分界面上的折射和反射)。
二、光学薄膜的特点
    表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割;膜层的折射率在界面上可以发生跃变,但在膜层内是连续的;可以是透明介质,也可以是吸收介质;可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的。
三、光学薄膜的常用分类
1.减反射膜
    减反射膜又叫做增透膜,它是为了减少或者消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光,从而去增加这些元件的透光量,减少或者消除系统的杂散光。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π,即振动方向相反,叠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r1和r2相等,这时光学表面的反射光可以完全消除。
2.反射膜
    反射膜是为了增加光学表面的反射率。而反射膜一般可以分为两大类,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。一般而言金属是拥有较大的消光系数,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,光振幅衰减越快,因此进入金属内部的光能就会越少,反射率也就会越高。
    那当然反射膜与增透膜是恰恰相反的,在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的薄膜,相对应也会增加光学表面的反射率。而最简单的多层反射膜是由高、低折射率的两种交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度是某一波长的四分之一。然而在这种条件下,参加叠加的各界面上的反射光矢量,振动的反向都是相同的。合成振幅也是随着薄膜层的增加而增加。
3.干涉滤光片
    干涉滤光片是光学薄膜中种类最多,结构复杂的一款。它主要就是为了分割光谱带。最常见的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,这里H、L分别表示厚的高、低折射率层,m为周期数。
    带通滤光片只允许光谱带中的一段通过,而其他部分全部被滤掉,按照它们结构的不同可分为法布里-珀罗型滤光片、多腔滤光片和诱增透滤光片。法布里-珀罗型滤光片的结构与法-珀标准具(见法布里-珀罗干涉仪)相同,因为由它获得的透过光谱带都比较窄,所以又叫窄带干涉滤光片。带通滤光片
4.分光膜
    根据一定的要求和一定的方式把光束分成两部分的薄膜。分光膜主要包括波长分光膜、光强分光膜和偏振分光膜等几类。光强分光膜是按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜,这种薄膜有时仅考虑某一波长,叫做单色分光膜;有时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜;用于可见光的宽带分光膜,又叫做中性分光膜。这种膜也常在斜入射下应用,由于偏振的影响,二束光的偏振状态可以相差很多,在有些工作中,可以不考虑这种差别,但在另一些工作中(例如某些干涉仪),则要求两束光都是消偏振的,这就需要设计和制备消偏振膜。

    由于时间的关系,小编就大概的讲了一下光学薄膜技术的概念及其种类,如果您想要了解更多的内容可以去参考http://www.fydph.com。

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