光學鍍膜的分類以及特性

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

  光學鍍膜大致分為金屬鍍膜和電介質(zhì)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(qū)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。

電介質(zhì)膜

  電介質(zhì)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?shù)牟馁|(zhì)和膜厚，在玻璃基板，薄膜和空氣的分界面會產(chǎn)生干涉效果，可以得到特定的透過率?反射率的波長特性。

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(qū)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。

鍍鋁膜

  鋁膜在紫外到紅外譜區(qū)都具有高反射率，但非常容易氧化，特別是在紫外譜區(qū)具有不穩(wěn)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(qū)有保持反射率的效果，但在其它波長譜區(qū)，有時反射率會降低。 與此相反，也有只在特定的波長譜區(qū)增加反射率的特殊保護膜。

鍍金膜

  在可見光譜區(qū)具有黃色的波長特性(藍色有吸收)，但是在紅外譜區(qū)的非常寬廣的范圍內(nèi)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(qū)使用時，可以蒸鍍金膜的保護膜。在整個紅外譜區(qū)使用時，經(jīng)常使用不鍍有保護膜的金膜。 請優(yōu)良不要用紙或布擦拭金膜。一旦受損傷將不能恢復(fù)。

單層防反射膜

  光線射入玻璃基板時，會產(chǎn)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(zhì)膜，可以改變玻璃基板的反射率。調(diào)節(jié)電介質(zhì)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(zhì)膜，電介質(zhì)膜和空氣的分界面的反射，將反射率降到*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

單層電介質(zhì)防反射膜的結(jié)構(gòu)示意圖

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*佳的防反射效果。

此外，可以改變薄膜的構(gòu)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(qū)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

寬帶防反射膜(BMAR)反射率的波長特性

多層電介質(zhì)防反射膜的結(jié)構(gòu)示意圖

多層反射膜

  在玻璃基板上交替重復(fù)地蒸鍍折射率較高的電介質(zhì)膜和折射率較低的電介質(zhì)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(chǎn)生很少的反射。

由于每層的電介質(zhì)膜的厚度都調(diào)節(jié)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(jīng)過多重反射向透過方向前進的光線則相互抵消變?yōu)榱恪?/strong>