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鼎鑫盛光學小編為您講述光學鍍膜的分類以及他的特性

    光學制造在中國大陸的土地上方興未艾,發展迅猛異常。中國光學制造已經開始在國際經濟舞臺上有了重要的地位,中國的光學玻璃產量和光學零件產量已近名列靠前。

    光學薄膜是各種先進光電技術中不可缺少的一部分,它不僅能改善系統性能,而且是滿足設計目標的必要手段,光學鍍膜大致分為金屬鍍膜和電介質膜(透明膜)2種。任何一種都可以用于光學實驗的反射鏡,但是反射機理是完全不同的,在使用方法或特性上也存在很多不同點。

    金屬膜在拋光的玻璃基板上蒸鍍鋁(Al)或金(Au)等金屬時,會成為反射率較高的反射鏡。此外,銀(Ag)鉑(Pt),或鉻(Cr)等金屬有時也可以用于反射鏡。金屬膜能夠在非常寬的波長譜區進行反射,且具有反射率隨入射角度變化小的特征。由于沒有反射的光線被金屬薄膜吸收,金屬薄膜的厚度稍微變厚時,光線將不能透過薄膜到達玻璃基板。


光學鍍膜的分類以及他的特性

鍍鋁膜

    鋁膜在紫外到紅外譜區都具有高反射率,但非常容易氧化,特別是在紫外譜區具有不穩定的特性。而且,容易受損傷,即使弄臟也不能擦拭表面。 因此,在鋁膜上附加保護膜,可以保護金屬膜并防止氧化或損傷。 保護膜在特定的波長譜區有保持反射率的效果,但在其它波長譜區,有時反射率會降低。 與此相反,也有只在特定的波長譜區增加反射率的特殊保護膜。

鍍金膜

    在可見光譜區具有黃色的波長特性(藍色有吸收),但是在紅外譜區的非常寬廣的范圍內具有較高的反射率。 由于只有金膜時不能很好地附著在玻璃表面,很容易剝落,所以一般首先蒸鍍鉻的底膜。 金膜柔軟很容易受損傷。在特定的波長譜區使用時,可以蒸鍍金膜的保護膜。在整個紅外譜區使用時,經常使用不鍍有保護膜的金膜。 請絕對不要用紙或布擦拭金膜。一旦受損傷將不能恢復。

鍍鉻膜

    鉻膜或其合金(鉻鎳鐵合金)可以作為部分反射鏡的光學鍍膜使用。 鉻膜的反射率比鋁膜和金膜低,由于吸收較多而不被用于反射鏡,但在寬波長譜區由于反射率和吸收率的變化較小,可以用于反射型的中性濾光片或分光鏡。

光學鍍膜的分類以及他的特性

電介質膜

    電介質材料無色透明,沒有像金屬那樣大的反射或吸收。 如果選擇適當的材質和膜厚,在玻璃基板,薄膜和空氣的分界面會產生干涉效果,可以得到特定的透過率?反射率的波長特性。


單層防反射膜

    光線射入玻璃基板時,會產生4%左右的反射而造成透過率的損失。但是,通過在玻璃基板上蒸鍍比玻璃的折射率更低的電介質膜,可以改變玻璃基板的反射率。

    調節電介質膜的厚度使其光程(折射率n×膜厚d)為λ/4時,可以相互抵消玻璃基板和電介質膜,電介質膜和空氣的分界面的反射,將反射率降到最低。

但是,由于折射率受到薄膜材料的限制,所以反射率不能完全為零。而且,由于受玻璃基板折射率的限制,所以并不是所有玻璃基板都能得到防反射效果。


單層防反射膜(SLAR)反射率的波長特性


光學鍍膜的分類以及他的特性



單層電介質防反射膜的結構示意圖


光學鍍膜的分類以及他的特性


多層防反射膜

    由于單層膜材料的選擇范圍很小,而且玻璃基板會殘留一些反射。因此,通過重疊蒸鍍幾層薄膜,即使使用很少的薄膜材料也可以得到最佳的防反射效果。此外,可以改變薄膜的構成,制造出降低特定波長的反射率的窄帶防反射膜(NMAR),或制造出在寬波長譜區降低反射率的寬帶防反射膜(MLAR)。


窄帶防反射膜(NMAR)反射率的波長特性

光學鍍膜的分類以及他的特性


 


寬帶防反射膜(BMAR)反射率的波長特性


光學鍍膜的分類以及他的特性




多層電介質防反射膜的結構示意圖




多層反射膜



    在玻璃基板上交替重復地蒸鍍折射率較高的電介質膜和折射率較低的電介質膜時,可以得到反射率非常高的反射膜。

    高折射率和低折射率的分界面會產生很少的反射。

    由于每層的電介質膜的厚度都調節為λ/4的光程(折射率n×膜厚d),在各層上反射的光線的相位相同,反射將相互合成加強。相反,經過多重反射向透過方向前進的光線則相互抵消變為零。

    如果電介質膜的層數足夠多,入射光線會逐漸減弱,變得幾乎不能透過。

    衰減的光線將全部轉為反射光。由于電解質膜沒有吸收,入射的光線將沒有損失,成為100%的反射光。


多層電介質膜(DML)的反射率的波長特性


    通過改變多層膜的構造,可以附加某些特殊的效果。例如擴寬波長區域,相反地使透過譜區變得非常窄,使其它的波長譜區的光線不能透過,設定反射率為任意值等,可以根據需要設計各種薄膜。


    光學鏡片

 

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