光學(xué)薄膜是什么？應(yīng)用層面有哪些

 由薄的分層介質(zhì)構(gòu)成的，通過界面?zhèn)鞑ス馐囊活惞鈱W(xué)介質(zhì)材料。光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀30年代?，F(xiàn)代，光學(xué)薄膜已廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域，制造各種光學(xué)儀器。

結(jié)構(gòu)

主要的光學(xué)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(jīng)濟和國防建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，獲得了科學(xué)技術(shù)工作者的日益重視。例如采用減反射膜后可使復(fù)雜的光學(xué)鏡頭的光通量損失成十倍地減??；采用高反射比的反射鏡可使激光器的輸出功率成倍提高；利用光學(xué)薄膜可提高硅光電池的效率和穩(wěn)定性。

*簡單的光學(xué)薄膜模型是表面光滑、各向同性的均勻介質(zhì)薄層。在這種情況下，可以用光的干涉理論來研究光學(xué)薄膜的光學(xué)性質(zhì)。當(dāng)一束單色平面波入射到光學(xué)薄膜上時，在它的兩個表面上發(fā)生多次反射和折射，反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律給出，反射光和折射光的振幅大小則由菲涅耳公式確定（見光在分界面上的折射和反射）。

特點

光學(xué)薄膜的特點是：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(fā)生躍變，但在膜層內(nèi)是連續(xù)的；可以是透明介質(zhì)，也可以是

光學(xué)薄膜吸收介質(zhì)；可以是法向均勻的，也可以是法向不均勻的。實際應(yīng)用的薄膜要比理想薄膜復(fù)雜得多。這是因為：制備時，薄膜的光學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)偏離大塊材料，其表面和界面是粗糙的，從而導(dǎo)致光束的漫散射；膜層之間的相互滲透形成擴散界面；由于膜層的生長、結(jié)構(gòu)、應(yīng)力等原因，形成了薄膜的各向異性；膜層具有復(fù)雜的時間效應(yīng)。

分類

光學(xué)薄膜按應(yīng)用分為反射膜、增透膜、濾光膜、

光學(xué)薄膜光學(xué)保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4種。光學(xué)反射膜用以增加鏡面反射率，常用來制造反光、折光和共振腔器件。光學(xué)增透膜沉積在光學(xué)元件表面，用以減少表面反射，增加光學(xué)系統(tǒng)透射，又稱減反射膜。光學(xué)濾光膜用來進行光譜或其他光性分割，其種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。光學(xué)保護膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強度或穩(wěn)定性，改進光學(xué)性質(zhì)。*常見的是金屬鏡面的保護膜。

主要內(nèi)容

一類重要的光學(xué)元件。這一領(lǐng)域主要有以下幾方面的內(nèi)容：

① 薄膜的光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)以及其他有關(guān)性質(zhì)的研究;

② 薄膜的生長、薄膜的結(jié)構(gòu)以及它們對薄膜性質(zhì)的影響；

③光學(xué)薄膜元件的設(shè)計、制備及其性能的測試等。

應(yīng)用

◆ 光學(xué)薄膜的應(yīng)用無處不在，從眼鏡鍍膜到手機，電腦，電視的液晶顯示再到LED照明等等，它充斥著我們生活的方方面面，并使我們的生活更加豐富多彩。

◆ 光學(xué)薄膜的定義是：涉及光在傳播路徑過程中，附著在光學(xué)器件表面的厚度薄而均勻的介質(zhì)膜層，通過分層介質(zhì)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(nèi)的光的全部透過或光的全部反射或是光的偏振分離等各特殊形態(tài)的光。

◆ 光學(xué)薄膜可分為“幾何光學(xué)和物理光學(xué)”，幾何光學(xué)是通過光學(xué)器件表面形成的幾何狀的介質(zhì)膜層，以使改變光路經(jīng)來實現(xiàn)光束的調(diào)整或再分配作用；物理光學(xué)是將自然界中特有的光學(xué)材料元素通過納米處理至所需的光學(xué)器件表面形成的介質(zhì)膜層，透過介質(zhì)膜層的光學(xué)材料元素的特性增強於改變光偏振，透射，反射等功能。

◆ 通常光學(xué)薄膜的制備條件要求高而精，制備光學(xué)薄膜分干式制備法和濕式制備法，干式制備法（ 含真空鍍膜：蒸發(fā)鍍，磁控濺鍍，離子鍍等）一般用於物理光學(xué)薄膜的制備，濕式制備法（含涂布法， 流延法，熱塑法等）一般用於幾何光學(xué)薄膜的制備。

◆ 迄今為止（2013年）常用的光學(xué)薄膜有：高反射膜；減反射膜；濾光膜；濾色膜；增透膜；聚光膜；擴散膜；偏光膜等等。

常用種類

Veitch Tech的液晶顯示光學(xué)薄膜是一種通過微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生光線多次折射及聚焦原理形成的光學(xué)膜，其獨特的技術(shù)和工藝而減少光 線吸收，保證了光線穿透而亮度更高。除可以提高亮度收益之外， 還可以通過光的折射及散射而起到光擴散，霧化功能效果。

增光膜

增光膜（BEF）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸樹脂，精密成型一層分散一致的棱鏡結(jié)構(gòu)及背面光擴散層組合的光學(xué)薄膜，運用在液晶顯示的上層增光,使光線經(jīng)由增光之微結(jié)構(gòu)進行光的回收與聚光，產(chǎn)生增亮的效果，高亮度設(shè)計，帶擴散功能, 由於擴散層的基理,從而消除光耦合（Wet out） 現(xiàn)象，光顯示更加均勻，柔和。

擴散膜

擴散片（DL系列）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸樹脂，精密涂布一層隨機分散的微米結(jié)構(gòu)的擴散粒子，在PET的相對面再精密涂布一層隨機分散的微米結(jié)構(gòu)的抗靜電粒子，運用在液晶顯示器中,使光線經(jīng)由擴散層產(chǎn)生多次折射及繞射,從而起到均光作用，讓光顯示更加均勻柔和。

反射膜

反射片為在流延法制造時，在PET樹脂中摻雜HR高分子光學(xué)劑及增塑劑，以達到遮光和高反射效果之膜片，由於在膜片的中間層具有一定的吸收光線，而降低了反射效果。故此，在表面增加一層HR介質(zhì)膜層，達到更佳的反射效果并具有抗紫外線黃變功能。

光學(xué)薄膜的簡單模型可以用來研究其反射、透射、位相變化和偏振等一般性質(zhì)。如果要研究光學(xué)薄膜的損耗、損傷以及穩(wěn)定性等特殊性質(zhì)，簡單模型便無能為力了，這時必須考慮薄膜的結(jié)晶構(gòu)造、體內(nèi)結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)，薄膜的各向異性和不均勻性，薄膜的化學(xué)成分、表面污染和界面擴散等等?？紤]到這些因素后，那就不僅要考慮它的光學(xué)性質(zhì)，還要研究它的物理性質(zhì)、

光學(xué)薄膜化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和表面性質(zhì)，以及各種性質(zhì)之間的滲透和影響。因此光學(xué)薄膜的研究就躍出光學(xué)范疇而成為物理、化學(xué)、固體和表面物理的邊緣學(xué)科。

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