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光學(xué)鍍膜簡(jiǎn)介
光學(xué)鍍膜由薄膜層組合制作而成，它產(chǎn)生干擾效應(yīng)來提高光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的透射率或反射性能。光學(xué)鍍膜的性能取決于層數(shù)、個(gè)別層的厚度和不同的層接口折射率。用于精密光學(xué)的zui常見鍍膜類型：增透膜(AR)、高反射（鏡）膜、 分光鏡膜和過濾光片膜。增透膜包括在高折射率的光學(xué)中并用于zui大化光通量和降低鬼影。高反射膜的設(shè)計(jì)可在單個(gè)波長(zhǎng)或范圍廣泛的整個(gè)波長(zhǎng)以zui大程度反射。分 光鏡膜用于將入射光分為已知的透射光和反射光輸出。濾光片應(yīng)用于大量的工業(yè)應(yīng)用中，并以特定波長(zhǎng)用于透射、反射、吸收或衰減光。愛特蒙特光學(xué)還可以提供各 種定制鍍膜滿足任何應(yīng)用程序需要。
圖1： 三層寬帶增透膜設(shè)計(jì)樣品
光學(xué)鍍膜經(jīng)過精心設(shè)計(jì)用于特定的入射光角和特定的偏振光，例如S偏振光、P偏振光或隨機(jī)偏振光等。如果鍍膜設(shè)計(jì)的入射光角為0°，但使用時(shí)的入射光 角為45°，則鍍膜將不會(huì)以規(guī)定的透射率/反射規(guī)格執(zhí)行。同樣地，鍍膜一般設(shè)計(jì)用于隨機(jī)偏振光，因此在設(shè)計(jì)用于隨機(jī)偏振光的鍍膜上使用S偏振光或P偏振光 將會(huì)再次產(chǎn)生無(wú)效的規(guī)格。
光學(xué)鍍膜是由沉積電介質(zhì)和金屬材料制作而成，例如薄層中的Ta2O5和/或Al2O3，在應(yīng)用中使用的光波長(zhǎng)通常是四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度(QWOT)或半波光學(xué)厚度(HWOT)。這些薄膜由高折射率和低折射率層交替而成，從而誘發(fā)需要的干擾效應(yīng)。請(qǐng)參閱圖1有關(guān)寬帶增透膜設(shè)計(jì)的樣品說明。
鍍膜理論
鍍膜控制穿過光學(xué)干涉機(jī)制的反射光和透射光。當(dāng)兩個(gè)光束沿著同步路徑傳輸及其相位匹配時(shí)，波峰值的空間位置也匹配并將結(jié)合創(chuàng)建較大的總振幅。當(dāng)光束 為反相位（180°位移）時(shí)，其疊加會(huì)導(dǎo)致在所有峰值的消減效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)合的振幅降低。這些效應(yīng)被分別稱為建設(shè)性和破壞性的干涉。
下列方程式1 - 4所示說明多層薄膜結(jié)構(gòu)總反射率的關(guān)系。
(1)
(2)
(3)
(4)
q
層數(shù)
δ
相位項(xiàng)
η
層的光學(xué)導(dǎo)納
Np
復(fù)雜的折射率
tp
層的物理厚度
λ
波長(zhǎng)
θp
入射角
Y
堆疊的光學(xué)導(dǎo)納
R
堆疊的反射率
光的波長(zhǎng)和入射角通常是的，折射率和層厚度則可以有所不同以優(yōu)化性能。上述的任何更改將會(huì)影響鍍膜內(nèi)光線的路徑長(zhǎng)度，并將在光透射時(shí)改變相位 值。這種效應(yīng)可簡(jiǎn)單地通過單層增透膜例子說明。當(dāng)光傳輸穿過系統(tǒng)時(shí)，在鍍膜任一側(cè)的兩個(gè)接口指數(shù)更改處將出現(xiàn)反射。為了盡量減少反射，我們希望它們?cè)? 個(gè)接口重組時(shí)，這兩個(gè)反射部分具有180°的相位移。這個(gè)相位差異直接對(duì)應(yīng)于aλ/2位移的正弦波，它可通過將層的光學(xué)厚度設(shè)置為λ/4獲得*實(shí)現(xiàn)。請(qǐng) 參閱說明此概念的圖2。
圖2： 180° 兩個(gè)反射光束之間180°相位移
折射率不僅影響光路長(zhǎng)度（以及相位），也影響每個(gè)界面的反射特性。反射率通過菲涅爾公式（方程式5）定義，其反射率與界面兩邊材料的折射率之差息息相關(guān)。
(5)
必須考慮到的zui后一個(gè)參數(shù)是膜層的入射角。如果入射角改變，每一層的內(nèi)角及光學(xué)路徑長(zhǎng)度都會(huì)受到影響，并會(huì)影響反射光束內(nèi)的相位變化量。使用非一般 入射時(shí)，S偏振光和P偏振光將從每個(gè)界面互相反射，這將導(dǎo)致兩個(gè)偏振光具有不同的光學(xué)性能。偏振分光計(jì)就是基于這一原理設(shè)計(jì)的。