光學(xué)制造在中國大陸的土地發(fā)展迅猛異常.中國光學(xué)制造已經(jīng)開始在國際經(jīng)濟(jì)舞臺(tái)上有了重要的地位,中國的光學(xué)玻璃產(chǎn)量和光學(xué)零件產(chǎn)量已近名列靠前.
光學(xué)薄膜是各種先進(jìn)光電技術(shù)中不可缺少的一部分,它不僅能改善系統(tǒng)性能,而且是滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的必要手段,光學(xué)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(xué)實(shí)驗(yàn)的反射鏡,但是反射機(jī)理是完全不同的,在使用方法或特性上也存在很多不同點(diǎn).
金屬膜在拋光的玻璃基板上蒸鍍鋁(Al)或金(Au)等金屬時(shí),會(huì)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(shí)也可以用于反射鏡.金屬膜能夠在非常寬的波長譜區(qū)進(jìn)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(shí),光線將不能透過薄膜到達(dá)玻璃基板.
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(hù)膜,可以保護(hù)金屬膜并防止氧化或損傷. 保護(hù)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(shí)反射率會(huì)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(hù)膜.
鍍金膜
在可見光譜區(qū)具有黃色的波長特性(藍(lán)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(shí)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(shí),可以蒸鍍金膜的保護(hù)膜.在整個(gè)紅外譜區(qū)使用時(shí),經(jīng)常使用不鍍有保護(hù)膜的金膜. 請(qǐng)絕對(duì)不要用紙或布擦拭金膜.一旦受損傷將不能恢復(fù).
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(xué)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(dāng)?shù)牟馁|(zhì)和膜厚,在玻璃基板,薄膜和空氣的分界面會(huì)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.
單層反射膜
光線射入玻璃基板時(shí),會(huì)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(shí),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.
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(huì)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(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).
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(shí),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(huì)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(qiáng).相反,經(jīng)過多重反射向透過方向前進(jìn)的光線則相互抵消變?yōu)榱?
如果電介質(zhì)膜的層數(shù)足夠多,入射光線會(huì)逐漸減弱,變得幾乎不能透過.
衰減的光線將全部轉(zhuǎn)為反射光.由于電解質(zhì)膜沒有吸收,入射的光線將沒有損失,成為100%的反射光.
