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        光学膜材料科普

        2020-10-31 11:10:25

        主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用,获得了科学技术工作者的日益重视。例如采用减反射膜后可使复杂的光学镜头的光通量损失成十倍地减小;采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高;利用光学薄膜可提高硅光电池的效率和稳定性。  

        最简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄层。在这种情况下,可以用光的干涉理论来研究光学薄膜的光学性质。当一束单色平面波入射到光学薄膜上时,在它的两个表面上发生多次反射和折射,反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律给出,反射光和折射光的振幅大小则由菲涅耳公式确定(见光在分界面上的折射和反射)。  

        光学薄膜的特点是:表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割;膜层的折射率在界面上可以发生跃变,但在膜层内是连续的;可以是透明介质,也可以是吸收介质;可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为:制备时,薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料,其表面和界面是粗糙的,从而导致光束的漫散射;膜层之间的相互渗透形成扩散界面;由于膜层的生长、结构、应力等原因,形成了薄膜的各向异性;膜层具有复杂的时间效应。  

        ◆光学薄膜的应用无处不在,从眼镜镀膜到手机,电脑,电视的液晶显示再到LED照明等等,它充斥著我们生活的方方面面,并使我们的生活更加丰富多彩。  

        ◆光学薄膜的定义是:涉及光在传播路径过程中,附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光。  

        ◆光学薄膜可分为“几何光学和物理光学”,几何光学是通过光学器件表面形成的几何状的介质膜层,以使改变光路经来实现光束的调整或再分配作用;物理光学是将自然界中特有的光学材料元素通过纳米处理至所需的光学器件表面形成的介质膜层,透过介质膜层的光学材料元素的特性增强於改变光偏振,透射,反射等功能。  

        ◆通常光学薄膜的制备条件要求高而精,制备光学薄膜分干式制备法和湿式制备法,干式制备法(含真空镀膜:蒸发镀,磁控溅镀,离子镀等)一般用於物理光学薄膜的制备,湿式制备法(含涂布法,流延法,热塑法等)一般用於几何光学薄膜的制备。

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