光学基础知识

光学基础知识基础理论

光学系统是由透镜组合而成。学习要点：1.光的基本原理。2.透镜的几何光学成像理论，像差。光的基本原理光是自然界的产物，我们在学习的时候以光的特性及物理量加以说明。光的类别：紫外光（180-400nm)

可见光（400-700nm)

近红外光(700-4000nm)

红外光(4-14μm)

远红外光(14-10000μm)现民用光学制品一般都在可见光范围内。在以后的学习中我们都以可见光为例。可见光范围内在550nm的地方是人眼最敏感的区域，颜色为黄绿色。可见光范围内在小于430nm和大于690nm的范围是人眼慢慢趋向迟钝的区域。但如果能量足够强的时候，人眼还是可以感应到的。在镀过膜的镜片上呈现的颜色就是在光谱图上体现的相对反射较高的波段可见光红色光(Red),绿色光(Green),蓝色光(Blue)为光的三原色。光的三原色镀膜药材高折射率现常用的有TiO2,Ti2O3,Ti3O5等中折射率现常用的有AL2O3,ZRO2,H4，M2等低折射率现常用的有MGF2，SIO2等现公司使用的药材有：

AL2O3，H4,MGF2,TIO2,SIO2,M2TIO2折射率2.2~2.6(一般在2.35左右）400-12000nm之间有较佳的透明度熔点较高，为1640℃，蒸着温度为1800--2200℃，故需用电子束轰击含杂气较多，需先进行预熔充氧量非常重要，可导致镜片吸收。应用于可见光到红外光的产品H4折射率2.0~2.1360-7000nm之间有较佳的透明度默克公司独家生产的混和膜料含杂气较多，需先进行预熔充氧量非常重要，可导致镜片吸收。膜性良好的中折射率药材MGF2折射率1.38210-10000nm之间有较佳的透明度蒸镀时有时易喷药杂气较少膜的特性较软而且不牢SIO2折射率1.45~1.47180-8000nm之间有较佳的透明度杂气较少膜性良好的低折射率药材吸收与散射都很小一般与高折射率材料配合，蒸镀滤光片司涅尔定律ZX界面法线(NormalLine)θ0θ1N0N1N0sinθ0=N1sinθ1N0:光学常数N1:光学常数θ0

:入射角(A.O.I.)θ1

:折射角垂直入射是指入射的光线垂直界面前进。也就是说与法线的夹角为0度。入射光反射光穿透光界面N0N1垂直入射(入射角=0°)光学薄膜中的重要参数反射率R穿透率T折射率N色散反射率R及穿透率TBK7基板空气空气100%91.5%空气N0=N1=1BK7玻璃Ns=1.52A.O.I.=0°时R0s=∣N0-Ns∣2∣N0+Ns∣201S=(1-1.52)2(1+1.52)2=0.0425Rs1=∣Ns-N1∣2∣Ns+N1∣2(1.52-1)2(1.52+1)2==0.0425T=1-R0s-Rs1=0.9158.5%折射率折射率在光学中是一个非常重要的参数。用符号n表示。介质折射率的大小定义成光在真空中的速度与光在个质速度中的比值N=C/V式中N表示折射率，C表真空中之光速，V表示光在介质中的速度。光在水中速度是光速的四分之三，所以水的折射率为1.3，而一般光学玻璃的折射率约为1.5（放在空气中）。折射率还有一个特性，介质中的折射率会随光波波长而改变，这种关系就是引起色散现象的原因。色散由于折射率是波长的函数N（?),所以当一束复色经折射后，因各单色光的折射率各不相同，造成折射方向有所差异，这种现象称为色散.对于一般玻璃而言，色散值约在0.012—0.05之间，由于数值较小使用上不太方便，一般用其倒数来衡量介质的色散能力。用V表示。普通镜片v值在20—80之间。镀膜监控方式光学膜厚监控透过式反射式石英膜厚计监控

5M6M光学膜厚监控利用单波长比例法来进行监控，即利用监控讯号经过一极值点后，讯号回头一段距离后停止。优点对监控系统的稳定度要求较低。可以避免膜材折射率改变造成监控讯号变化幅度改变造成的问题。光学监控系统设计较单纯缺点无法执行极窄带通的滤镜监控无法执行膜厚较膜的制程监控光学膜厚监控方式＠透过式＆.适合变化范围较大的制程＆.稳定性容忍度较高＆.