红外技术基础与应用红外光学材料及光学薄膜课件

1、红外技术基础与应用红外光学材料及光学薄膜课件红外技术基础与应用红外光学材料及光学薄膜课件4.1.2 光学玻璃1、玻璃的优点及缺点：2、分类： 氧化物玻璃： 硫属化合物玻璃：4.1.2 光学玻璃4.1.3 晶体1、晶体的优点及缺点：2、分类： 离子晶体： 半导体晶体：4.1.3 晶体4.1.4 热压多晶材料和陶瓷体热压多晶材料陶瓷体4.1.5 塑料特性:包括种类:有机玻璃、聚已烯、聚丙烯塑料、 聚四氟乙烯塑料、聚烯烃塑料4.1.4 热压多晶材料和陶瓷体热压多晶材料4.1.5 4.2 光学薄膜一、镀膜意义：在光学零件表面镀适当的光学膜层，可以显著改善它的反射性能和透射性能，并能起到保护作用。按作用

2、分：增透膜、增反膜、保护膜、滤光 膜、分光膜、偏振膜等4.2 光学薄膜一、镀膜意义：4.2.1 单层薄膜的光学特性1、单层膜的定义：在一块透明平整的基底表面上镀一层透明的介质膜，即为单层膜。 膜系的定义：把膜层与基底组成的系统称为膜系。 两个界面：1、入射光所在的介质（如空气）和膜层之间的界面；2、膜层和基底组成的界面。4.2.1 单层薄膜的光学特性1、单层膜的定义：在一块透明2、薄膜的光学性质的产生： 光波在两界面间依次反射和透射，产生多光束干涉，这种干涉的结果决定了薄膜的光学性质。且薄膜的光学特性以反射特性和透射特性来表征。3、界面的菲涅耳反射系数（振幅反射系数） 假定光由折射率为n0的介

3、质入射到膜层上,于是在n0和n1的界面上的菲涅耳反射系数为: r01=(n1-n0)/(n1+n0) r01代表光从n0到n12、薄膜的光学性质的产生：4、位相差及反射率位相差：任意两条相邻的反射光线相比较，由于光程上的差别所引起。1=4n1d1cosi1 / 真空中波长 i1 光在膜层中的折射角反射率： R=r24、位相差及反射率位相差：任意两条相邻的反射光线相比较，由于4.2.2 单层增透膜(减反膜)1、定义：当膜层的折射率n1小于基底的折射率n2时，单层膜系的反射率比没有镀膜的基底的反射率低，膜层有增透作用。2、膜系的最大透射率： 当光线垂直入射时，i1=0，cosi1=1，由位相差公式

4、可知两相邻反射光由光程差所引起的位相差1=4n1d1cosi1/； 当控制光学厚度n1d1= 0/4时，则1= 0/，4.2.2 单层增透膜(减反膜)1、定义：当膜层的折射率n2、膜系的最大透射率： 当光线垂直入射时，i1=0，cosi1=1， 由位相差公式可知： 两相邻反射光由光程差所引起的位相差 1=4n1d1cosi1/； 当控制光学厚度n1d1= 0/4时，则1= 0/， 在=0处， 1= ， 于是根据膜层反射率公式有： cos1/2=0 sin1/2=1 R0=（n0n2/n1-n1）2/ （n0n2/n1+n1）2要得到最大的透射率，即在0处反射率为零， n1=（n0n2）1/22

5、、膜系的最大透射率：3、单层增透膜的最佳增透效果的条件：对于波长为0的入射光，膜层的光学厚度n1d1= 0/4，膜层的折射率n1为基底的折射率n2和入射媒质的折射率n0的乘积的平方根。 即为镀制单层增透膜的理论依据。 （入射角基底折射率n2时，单层膜具有增反作用。在n1d1= 0/4时，有最佳增反效果。4.2.4 光学厚度为半波长时的膜层的特性当单层膜的光学厚度n1d1=0/2时，此时膜层的折射率无论比基底的折射率大或小，膜系在波长0处的反射率都和未镀膜时基底的反射率相同。4.2.3 单层增反膜当膜层折射率n1基底折射率n2时，4.2.5 多层增透膜什么是滤光片：能从连续光谱中滤出所需波长范围的光的器件称为滤光片。如何应用：在主动红外系统中应用和被动红外系统中应用。如何分类（1）作用方式：4.2.6 高反射膜4.3 滤光片4.2.5 多层增透膜什么是滤光片：能从连续光谱中滤出所需分类： 按工作物质状态不同分类：固体、液体、气体滤光片 按其特性分类：吸收、反射或干涉滤光片 按透射特性分类：截止、带通滤光片滤光片的基本要求：主要性能指标：（1）中心波长：光谱带宽中心处的波长0（2）半值宽度：透射比为最大透射比一半的两波长之间的波长 间隔，以0表示。（或用0的小数表示）（3）光谱带宽：用0 和0来表示滤光片透过的波长间隔。（4）峰值透射比：滤光片在光谱带宽内的透射比的最大值。（5）