光學(xué)薄膜的基本原理

時(shí)間：2015-10-17作者：東莞市宏誠光學(xué)制品有限公司瀏覽：107

	光學(xué)工業(yè)除了鏡片的研磨，系統(tǒng)之設(shè)計(jì)以外，有一項(xiàng)科技是發(fā)展**光學(xué)儀器所不可缺的，就是光學(xué)薄膜的蒸鍍技術(shù)。何謂光學(xué)薄膜，就是在鏡片上鑲上一層或多層非常薄的特殊材料，使鏡片能達(dá)到某種特定的光學(xué)效果。我們所常見的太陽眼鏡，抗反射鏡片就是一個(gè)光學(xué)薄膜在日常生活上較簡單的應(yīng)用。其他如各種反射鏡、濾光鏡、各式鏡頭及雷射鏡片，都要用到光學(xué)薄膜這一項(xiàng)技術(shù)。


	光學(xué)薄膜的基本原理是利用光線的干涉效應(yīng)，當(dāng)光線入射于不同折射系數(shù)物質(zhì)所鍍成的薄膜，產(chǎn)生某種特殊光學(xué)特性。光學(xué)薄膜就其所鍍材料之不同，大體可分為金屬膜和非金屬膜。金屬膜：主要是作為反射鏡和半反射鏡用。在各種平面或曲面反射鏡，或各式棱鏡等，都可依所需鍍上Al、Ag、Au、Cu等各種不同的材料。不同的材料在光譜上有不同的特性。 AI的反射率在紫外光、可見光、近紅外光有良好的反射率，是鍍反射鏡較常使用的材料之一。 Ag膜在可見光和近紅外光部份的反射率比AI膜較高，但因其易氧化而失去光澤，只能短暫的維持高反射率，所以只能用在內(nèi)層反射用，或另加保護(hù)膜。非金屬膜:用途非常廣泛，例如抗反射鏡片．單一波長濾光片、長或短波長通過濾光片、熱光鏡、冷光鏡、各種雷射鏡片等，都是利用多種不同的非金屬材料，蒸鍍?cè)谘心ズ弥R杯上，層數(shù)由單層到數(shù)十、百層不等，視需要的不同，而有不同的設(shè)計(jì)和方法。目前這些薄膜中被應(yīng)用得較廣泛，較商業(yè)化，也是一般人接觸到較多的，就是抗反射膜。例如眼鏡、照相機(jī)鏡頭、顯微鏡等等都是在鏡片上鍍抗反射膜。因?yàn)槿羰遣患右钥狗瓷錈o法得到清晰明亮的影像了，因此如何增加其透射光線就是一個(gè)非常重要的課題。
        利用光波干涉原理，在鏡片的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4 波長的光學(xué)厚度，使光線不再只被玻璃─空氣界面反射，而是空氣─薄膜、薄膜─玻璃二個(gè)界面反射，因此產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率較低，但是鍍一層或二層都有缺點(diǎn)：低反射率的波帶不移寬，不能在可見光范圍都達(dá)到低反射率。 1961年Cox、Hass和Thelen三位首先發(fā)表以1/4一1/2一1/4波長光學(xué)厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的，也可做到窄波帶的。也就是針對(duì)其一波長如氨氟雷射632.8nm波長，要求較高的透射，可使63Z.8nm這一波長透射率高達(dá)99.8%以上，用之于雷射儀器。但若需要對(duì)某一波長的光線有看較高的反射率需要用高低不同折射系數(shù)的材料反覆蒸鍍數(shù)十層才可達(dá)到此效果。
        光學(xué)薄膜的制造是以真空蒸鍍方式制作，大體可分為三種方式：熱電阻式、電子槍式和濺射方式。較普通的方式為熱電阻式，是將蒸鍍材料在真空蒸鍍機(jī)內(nèi)置于電阻絲或片上，在高真空的情況下，加熱使材料成為蒸氣，直接鍍于鏡片上。由于有許多高熔點(diǎn)的材料，不易使用此種方式使之熔化、蒸鍍。而以電子槍改進(jìn)此缺點(diǎn)，其方法是以高壓電子束直接打擊材料，由于能量集中可以蒸鍍高熔點(diǎn)的材料。另一方式為濺射方式，是以高壓使惰性氣體離子化，打擊材料使之直接濺射至鏡片，以此方式所作薄漠的附著力較好。


	


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