光学镀膜[课资资源]

1、光学镀膜光学镀膜 1 骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分类分类 n增透膜 单层增透 多层增透 n反射膜 金属反射膜 介质反射膜 n分光膜 普通分光 偏振分光 消偏振分光 二相色分光膜 2骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 n单层增透膜：单层增透膜： 理论解析理论解析 ： 若是由介质 n1垂直入射至 n2 反射率 (n2 n1) / (n1+n2) 2 穿透率4n1n2 / (n1+n2)2 若是空气的折射率是 1.0 ，镀膜的折射率 nc (例如：1.5

2、) ，玻璃 的折射率 n (例如：1.8) （1）由空气直接进入玻璃 穿透率 41.01.8 / ( 1+1.8 )291.84% （2）由空气进入镀膜后再进入玻璃 穿透率 41.01.5 / ( 1+1.5 )2 41.51.8 / ( 1.5+1.8 )295.2% 3骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 光线（黑色）射到增透膜上，有 一部分反射出来（蓝色）；有一 部分折射入增透膜（青色），又 经增透膜第二面反射（黄色）， 再折射出来（红色）。 由于青色，黄色光行程为两个1/4 波长，即0.5倍波长。因此红色和 蓝色

3、两列光相位差为半波长，叠 加而抵消。即光能都进入增透膜 后进入镜头。故叫增透。单层增 透膜厚度都是需要增透波长的1/4 4骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 疑问： 反射回来干涉相消了，怎么就增透了呢？ 回答： 光具有能量 对同频率的光，光强越大，能量越大， 在照射光的能量不变的前提下，增透膜减少反射光 的光强（能量），根据能量守恒，入射光的能量必 然增加 光强增大 也就是所谓“增透”，这里增透 是指增加入射光能量，绿光反射回来后相互抵消了， 从能量上来说光的能量没有消耗，这就相当于进入 的光能要大了，达到增透效果 5

4、骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 6骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 n多层增透膜多层增透膜 1）多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长光进 行反复干涉相消以使得反射率达到最小 2）多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反 射光都进行干涉相消从而达到对一个宽波段的光增 透 7骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 增透膜增透膜 n用途：用途： 所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜

5、、 显微镜等各种视觉观察和测量系统 n指标说明指标说明 ： 单层增透：对于一般玻璃反射R1.5%532nm， 在可见光区可做到R2% 多层窄带增透：可做到R0.1%所需波长 多层宽带增透：可做到Rave88%可见光区可见光区 10骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 反射膜反射膜-金属反射膜 2）保护银，）保护银，红外区常用金、银 95%可见光区 98%微米红外区 11骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 反射膜反射膜-金属反射膜 3）保护金）保护金 ：在0.65微米后的红外

6、光区具有非常高的 反射率 95%0.65-2微米 98%2-12微米红外光区 12骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 反射膜反射膜-介质反射膜： n介质反射膜：介质反射膜： 基本原理：基本原理：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 的四分一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的 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 13骄阳书屋 2

7、006, ZTE Corporation. All rights reserved. 反射膜反射膜-介质反射膜： 一般指标：一般指标：R99.5%可见光或指定波段可见光或指定波段 14骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜 n主要作用是把入射光分为反射光和透射光两部分的 一种薄膜元件。分光膜可以用作各类激光器谐振腔 （平平腔、共焦腔、共心腔、凹凸腔、半共心腔等） 的腔镜，也可以用作激光器外围光路衰减光强的元 件等。分光膜可用于高功率激光或大能量激光，也 可用于普通的各种工业化激光器。总之在光通讯、 激光工业、激光显示、医学

8、设备、勘测设备、精密 仪器及半导体等领域都有用到 15骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-能量分光膜： 1）能量分光膜：（普通分光膜）能量分光膜：（普通分光膜） 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

9、制备 消偏振膜。 16骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-能量分光膜： 17骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-能量分光膜： 常用指标：常用指标： 透射率/反射率： 50/505%T（Ts+Tp）/2, R= （Rs+Rp）/2 出射光束偏转：03 （T）,905（R） 入射光入射角：03 入射光偏振态出射光偏振态 45线偏振光 圆偏振光 自然光 部分偏振光 18骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights re

10、served. 分光膜分光膜-偏振分光膜： 2）偏振分光膜：）偏振分光膜： 偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成 的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱 镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应； 平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射 膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。 19骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-偏振分光膜： 20骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-偏振分光膜： 常用指标：常用指标： 消光比：Tp

11、/Ts500:1 Rs:Rp95:5 出射光束偏转：03（T），905（R） 入射光入射角：02 入射光偏振态出射光偏振态 任意偏振光 自然光 s偏振光和p偏振光 21骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-消偏振分光膜： 3）消偏振分光膜：）消偏振分光膜：对光能有一定的吸收，但对偏振 态很不敏感，适用于可调谐激光 22骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-消偏振分光膜： 常用指标：常用指标： 反射率/透过率：Ts- Tp5% Rs-Rp5% 出射光

12、束偏转：03（T）， 905（R） 入射光入射角：02 入射光偏振态出射光偏振态 偏振光 自然光 与入射光偏振态相同 23骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-二向色分光膜 4）二向色分光膜）二向色分光膜 按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可 以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是， 波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光， 二者都要求有一定形状的光谱曲线 应用于多波段光源、荧光显微镜、生物芯片阅读 仪等光学光谱仪器 24骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights rese

13、rved. 分光膜分光膜-二向色分光膜和滤光膜 n长波通长波通 25骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 分光膜分光膜-二向色分光膜和滤光膜 n短波通短波通 通用指标 开关波长 截止区截止深度：1% 开关波段带宽：10nm 26骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 带通膜带通膜 n带通膜带通膜 通用指标 截止区截止深度：0.1% 半带宽10nm 27骄阳书屋 2006, ZTE Corporation. All rights reserved. 作业： n作业：作业： 分光膜：普通分光，偏振分光，消偏振分光 滤光膜或二向色分光膜：长波通，短波通，带通 任选四个找出其应用的具体实力及说明 n例子：例子： 名称 应用 说明 偏振分光膜 法拉第电流