• 光學鍍膜系統的分析概述

    點擊次數:1636 發布時間:2016-11-14

       光學鍍膜系統是改變光學零件表面特征而鍍在光學零件表面上的一層或多層膜??梢允墙饘倌?、介質膜或這兩類膜的組合。光學薄膜是各種先進光電技術中*的一部分,它不僅能改善系統性能,而且是滿足設計目標的必要手段,光學薄膜的應用領域設及光學系統的各個方面,包括激光系統,光通信,光顯示,光儲存等,主要的光學薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、干涉濾光片和分光鏡等等。下面就由小編具體為大家介紹分析光學鍍膜系統的基礎知識,以作為參考希望能夠幫助到大家。
      光學鍍膜系統的定義是:
      涉及光在傳播路徑過程中,附著在光學器件表面的厚度薄而均勻的介質膜層,通過分層介質膜層時的反射、透(折)射和偏振等特性,以達到我們想要的在某一或是多個波段范圍內的光的全部透過或光的全部反射或偏振分離等各特殊形態的光。
      光學薄膜在我們的生活中無處不在,從精密及光學設備、顯示器設備到日常生活中的光學薄膜應用;比方說,平時戴的眼鏡、數碼相機、各式家電用品,或者是鈔票上的防偽技術,皆能被稱之為光學薄膜技術應用之延伸。倘若沒有光學薄膜技術作為發展基礎,近代光電、通訊或是鐳射技術將無法有所進展,這也顯示出光學薄膜技術研究發展的重要性。
      光學鍍膜系統指在光學元件或獨立基板上,制鍍上或涂布一層或多層介電質膜或金屬膜或這兩類膜的組合,以改變光波之傳遞特性,包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改變。故經由適當設計可以調變不同波段元件表面之穿透率及反射率,亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。
      光學鍍膜系統薄膜干涉原理:
      光既然是一種電磁波,所以在傳播過程中,應該變現出所具有的特征-----干涉、衍射、偏振等現象。
      薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層。入射光經薄膜上表面反射后得*束光,折射光經薄膜下表面反射,又經上表面折射后得第二束光,這兩束光在薄膜的同側,由同一入射振動分出,是相干光,屬分振幅干涉。若光源為擴展光源,則只能在兩相干光束的特定重疊區才能觀察到干涉,故屬定域干涉。對兩表面互相平行的平面薄膜,干涉條紋定域在無窮遠,通常借助于會聚透鏡在其像方焦面內觀察;對楔形薄膜,干涉條紋定域在薄膜附近。
      實驗和理論都證明,只有兩列光波具有一定關系時,才能產生干涉條紋,這些關系稱為相干條件。薄膜的想干條件包括三點: 兩束光波的頻率相同;束光波的震動方向相同,兩束光波的相位差保持恒定。
      式中n為薄膜的折射率、t為入射點的薄膜厚度、α為薄膜內的折射角、λ/2是由于兩束相干光在性質不同的兩個界面上反射而引起的附加光程差。薄膜干涉原理廣泛應用于光學表面的檢驗、微小的角度或線度的精密測量、減反射膜和干涉濾光片的制備等。
      光是由光源中原子或分子的運動狀態發生變化輻射出來的,每個原子或分子每一次發出的光波,只有短短的一列,持續時間約為10億秒對于兩個獨立的光源來說,產生干涉的三個條件,特別是相位相同或相位差恒定不變這個條件,很不容易滿足,所以兩個獨立的一般光源是不能構成相干光源的。不僅如此,即使是同一個光源上不同部分發出的光,由于它們是不同的原子或分子所發出的,一般也不會干涉。
      光學鍍膜系統特點分類:
      主要的光學薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、干涉濾光片和分光鏡等等,它們在國民經濟和國防建設中得到廣泛的應用,獲得了科學技術工作者的日益重視。例如采用減反射膜后可使復雜的光學鏡頭的光通量損失成十倍的減??;采用高反射膜比的反射鏡可使激光器的輸出功率成倍提高,利用光學薄膜可提高硅電池的效率和穩定性。
      光學鍍膜系統的特點是:表面光滑,膜層之間的界面呈幾何分割;膜層的折射率在界面上可以發生躍變,但在膜層內是連續的;可以是透明介質,也可以是吸收介質;可以是法向均勻的,也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。這是因為:制備時,薄膜的光學性質和物理性質偏離大塊材料,起表面和界面是粗糙的,從而導致光束的漫反射;膜層之間的相互滲透形成擴散界面;由于膜層的生長、結構、應力等原因,形成了薄膜的各種向異性,膜層具有復雜的時間效應。
      反射膜一般可分為兩類,一類是金屬反射膜,一類是全電介質反射膜。此外,還有將兩者結合的金屬電介質反射膜,功能是增加光學表面的反射率。
      光學鍍膜系統的金屬反射膜的優點是制備工藝簡單,工作的波長范圍寬;缺點是光損大,反射率不可能很高。為了使金屬反射膜的反射率進一步提高,可以在膜的外側加鍍幾層一定厚度的電介質層,組成金屬電介質反射膜。需要指出的是,金屬電介質射膜增加了某一波長的反射率,卻破壞了金屬膜中性反射的特點。
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