光学基础及其技术 1

薄膜技术

ThinFilm

Technology

潘永强教授2026年*薄膜技术ThinFilm

Technology教学大纲联系方式：办公室：工7-419MobileQ:865883172E-mail:pyq_867@163.com课程性质专业选修课程总授课学时32学时上机0学时实验0学时答疑时间、地点偶数周四下午4-5:30，工7-419*绪论第一章：薄膜光学特性计算基础第二章：典型光学薄膜膜系设计及应用第三章:光学薄膜制备技术第四章：光学薄膜制备工艺第五章:薄膜材料及其性质第六章：光学薄膜特性测试主要内容：课程名称诠释薄膜技术—光学薄膜技术—薄膜光学与技术**本课程的内容构架光学薄膜技术薄膜设计基本理论光学薄膜基本种类薄膜制造技术薄膜制造工艺光学特性计算：导纳矩阵真空技术、薄膜沉积技术工艺参数、实验设计、厚度监控薄膜材料及其性质微观结构、常用材料光学薄膜特性测试光学特性测试非光学特性测试减反射膜高反射膜截止滤光片带通滤光片分束膜（偏振分束膜）*课程目的：学习并会使用光学薄膜的基础理论及典型膜系，会依据

需求分解或说明典型膜系的技术指标；知晓薄膜制备方法及相关工艺，并能对常用光学薄膜的

性能指标及相关特性进行测试与分析；对有志从事薄膜领域工作的同学起到抛砖引玉的作用；对从事其他学科研究、应用的同学起到了解光学薄膜、应用光学薄膜、用好光学薄膜的作用。*课程目标：课程目标1：能够解释相关的专业术语并能将光学薄膜的工程基础和相关专业知识等应用于光电仪器设计与分析的实际工程问题中。课程目标2：能够在光电仪器系统的设计中，结合系统光电特性，分析所需的光学薄膜特性（种类）并能设计所需的光学薄膜，在设计中考虑健康、安全及薄膜制备对环境影响的制约因素。课程目标3：能够知晓光学薄膜方面的国家标准、薄膜制备与薄膜检测的要求和体系。课程目标4：了解光学薄膜国际发展趋势、研究热点。课程目标5：能够运用科学的态度正确认识问题、分析问题和解决问题。具有科学精神、职业素养、社会责任感和积极向上的人生态度，自觉践行社会主义核心价值观。*

人类生活在周围充满光的世界里，光是一种无时无刻都会遇到的自然现象。更重要的是：光是信息的重要载体，“有光就有膜”，薄膜光学是现代光学必不可少的基础技术，它是物理光学的一个重要分支。——专项技术。另一方面，由于光学薄膜的制备过程与真空技术、表面物理、材料科学、等离子体技术等密切相关，所以薄膜技术也可以称得上是一门——综合学科；光学薄膜技术随着现代科学技术的发展而迅速发展，特别是计算机技术给薄膜理论分析带来了巨大的方便。

课程特点：*使用的教材：H.A.Macleod,Thin-FilmOpticalFilters,Bristol&Philadelphia,20012.麦克劳德，光学薄膜从设计到制造，2003，（讲座报告）3.唐晋发，顾培夫，刘旭，等，现代光学薄膜技术，浙江大学出版社,20064.唐晋发，郑权，应用薄膜光学，科学技术出版社，19865.唐晋发，顾培夫，薄膜光学与技术，机械工业出版社,19896.李正中，薄膜光学与镀膜技术，艺轩图书出版社,20017.林永昌，卢维强，光学薄膜原理，国防工业出版社,19908.顾培夫，薄膜技术，浙江大学出版社，19909.H.K.Pulker,CoatingonGlass,Elsevier,198410.严一心，林鸿海，薄膜技术，兵器工业出版社，1994主要参考文献*1.Autofilm2.TFC3.Macleod4.FilmStar5.Optilayer主要膜系设计软件*TFCMacleodFilmStarFtgsoftware公众号1、光学人生2、光学薄膜前沿3、薄膜光学4、镀膜江湖5、……*按时上课！！！认真完成作业主动查阅相关资料，了解薄膜发展状况学会薄膜设计软件（TFC）课程要求*

★什么是薄膜？什么是光学薄膜？★光学薄膜的发展历史

★光学薄膜的应用与发展绪论Introduction*可以用三个常用的英文来形象的解释：

Opticalthinfilms通常意义的光学薄膜；

Opticallayers光学薄膜的一个特点是分层结构；“膜系”、“膜堆”。Opticalcoatings一般来讲是指敷于光学玻璃、塑料、晶体等基底上的薄膜；覆盖、包裹物、涂层“薄膜”—附着于“基底”且与基底不同质的非自持性涂层。1.Whatisopticalthinfilms光学薄膜——是指控制光束行为的薄膜。*光学薄膜——是指控制光束行为的薄膜。

光学薄膜技术是光学技术的一个重要分支，它包括薄膜光学及薄膜制备技术，前者研究光在分层媒质中的传播规律，后者研究光学薄膜的各种制备技术。在今天，光学薄膜技术已经成为现代光学技术中不可缺少的一个重要组成部分。没有任何一个光学系统里不使用光学薄膜。*Whythinandnotthickfilms?*光学薄膜的光学性能集中表现为薄膜界面的分振幅多光束干涉能力。光学薄膜——薄到可以产生可利用的干涉现象的膜层、膜堆或膜系。薄还是厚取决于使用波长，而不是实际厚度。Whythinandnotthickfilms?*1mm1μm100nm1μm玻璃基底上单层MgF2薄膜

2.DevelopmentalHistoryofopticalthinfilms1.“Newton’srings”wasdiscoveredin17thcentury,whichiscalled“modernthinfilmoptics”.Faunhofer

hadmadethefirstARcoatingbychemicalmethodin1817.Fresnelproducedthelawsofreflectionandrefractionin1832.“Atreatiseonelectricityandmagnetic”waspublishedbyMaxwellin1873.*Diffusionpumpmadeitpossibleforthinfilmprocessin1930.6.Geffekenproducedthefirstthinfilmmetal-dielectricinterferencefilterbyPVD(1951).7.ThefirstHe-NelaserwasdevelopedinBellTel.Lab.In1960,whichwasbecauseofthelowlosshighreflectors.Thecolumnarstructureofthinfilmwasdiscoveredin1970byPearson(皮尔逊).Thinfilmfiltersusedforopticalcommunicationwasmadesignificantprogressinaround2000.……*

光在通过分层媒质时，来自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向产生光的干涉现象，人们正是利用这种干涉现象，通过改变材料及其厚度等特性来人为的控制光的干涉，根据需要来实现光能的重新分配。3.Applications*1.减反射膜Antireflectioncoatings2.高反射膜High-reflectancecoatings3.中性分束膜Neutralbeamsplitters4.截止滤光片Edgefilters5.带通滤光片Band-passfilters光学薄膜种类:*光学薄膜在光学系统中的作用：提高光学效率、减少杂散光。如高效减反射薄膜、高反射薄膜。实现光束的调整或再分配。

如分束膜、分色膜、偏振分光膜就是根据不同需要进行能量再分配的光学元件。通过波长的选择性透过，提高系统的信噪比。

如窄带或带通滤光片、长波通、短波通滤光片。实现某些特定功能。

如ITO透明导电膜、保护膜等。**光学薄膜在消费电子领域的应用手机安防车载与镀膜技术密切相关的产业镀膜眼镜幕墙玻璃滤光片车灯、冷光镜、舞台灯光滤光片光通信领域：DWDM、光纤薄膜器件红外膜投影显示太阳能ITO膜兵器及军事领域*环保TiO2薄膜憎水膜**4.Development极限光学薄膜的研究极短波长极大的激光抗损伤阈值极短脉冲极小损耗极低应力极限口径光学元件极大口径微小口径阵列化★新应用*

★新技术—

成膜技术1.电子束蒸发

---电子束蒸发仍是主流2.IAD技术已普遍应用---Kaufman源