為使光學(xué)零件能滿足在光電儀器及元器件中所需的光學(xué)，電學(xué)，物理性能，而可以在其表面上鍍一層，多層乃至上百層的薄膜。例如增透膜、反射膜、分光膜、濾光膜、電熱膜、保護(hù)膜、偏振膜等。光學(xué)零件的鍍膜主要分物理和化學(xué)鍍膜兩類(lèi)。由于真空技術(shù)和膜系監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，較易獲得性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的膜層。故在生產(chǎn)中多以真空鍍膜法為主。

  按照薄膜的使用性能分類(lèi)，常見(jiàn)的膜層有：增透膜，反射膜，分光膜，濾光膜，電熱膜，導(dǎo)電膜及保護(hù)膜等。

  按照薄膜的結(jié)構(gòu)可以分為單層膜，雙層膜及多層膜等。

  下面我們將就真空鍍膜的基本知識(shí)作一些介紹。

一、  真空的獲得

1． 真空的基本知識(shí)

    “真空”是指壓力低于一個(gè)大氣壓的任何氣態(tài)的空間。在這種空間中氣體是比較稀薄的，至少比大氣要稀薄，但是“真空”，即沒(méi)有任何氣態(tài)微粒的空間是找不到的，就是在遠(yuǎn)離地球一萬(wàn)公里處、每立方厘米也有3～4千個(gè)空氣的分子。

   由于真空度大小仍然是氣體壓力大小的問(wèn)題，所以計(jì)量壓強(qiáng)的單位也就是計(jì)量真空度的單位。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位為帕斯卡（Pa），也可用“托”(Torr)、“巴”(bar)和“毫巴”(mbar)來(lái)計(jì)量，他們之間的關(guān)系如下式：

    1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.01×105帕斯卡（Pa）=760托(Torr)=1.01×103毫巴

2． 為什么需在真空中鍍膜

在常壓下蒸鍍膜料無(wú)法形成理想的薄膜，事實(shí)上，如在壓力不夠低(或者說(shuō)真空度不夠高)的情況下同樣得不到好的結(jié)果，比如在10圖片托數(shù)量級(jí)下蒸鍍鋁，得到的膜層不但不光亮，甚至發(fā)灰、發(fā)黑，而且機(jī)械強(qiáng)度極差，用松鼠毛刷輕輕一刷即可將鋁層破壞。蒸鍍必須在一定的真空條件下進(jìn)行，這是因?yàn)椋?br />
（1）．較高的真空度可以保證汽化分子的平均自由程大于蒸發(fā)源到基底的距離。

    由于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子之間的碰撞也是極其頻繁的，所以盡管氣體分子運(yùn)動(dòng)的速度相當(dāng)?shù)母?可達(dá)每秒幾百米)，但是由于它在前進(jìn)的過(guò)程中要與其它分子多次碰撞，一個(gè)分子在兩次連續(xù)碰撞之間所走的距離被稱(chēng)為它的自由程，而大量分子自由程的統(tǒng)計(jì)平均值就被稱(chēng)為分子的平均自由程。

  由于氣體壓強(qiáng)與單位體積的分子數(shù)成正比，因此平均自由程與氣體的壓強(qiáng)亦成正比。

 在真空淀積薄膜過(guò)程中，當(dāng)?shù)矸e距離大于分子的平均自由程時(shí)被稱(chēng)為低真空淀積，而當(dāng)?shù)矸e距離小于分子的平均自由程時(shí)被稱(chēng)為高真空淀積。在高真空淀積時(shí)，蒸發(fā)原子(或分子)與殘余氣體分子間的碰撞可以忽略不計(jì)，因此汽化原子是沿直線飛向基片的，這樣保持較大動(dòng)能到達(dá)基片的汽化原子即可以在基片上凝結(jié)成較牢固的膜層。在低真空淀積時(shí)，由于碰撞的結(jié)果會(huì)使汽化原子的速度和方向都發(fā)生變化，甚至可能在空間生成蒸汽原子體—其道理與水蒸汽在大氣中生成霧相似。

（2）．在較高的真空度下可以減少殘余氣體的污染

    在真空度不太高的情況下，真空室內(nèi)含有眾多的殘余氣體分子(氧、氮、水及碳?xì)浠衔锏?，它們能給薄膜的鍍制帶來(lái)極大的危害。它們與汽化的膜料分子碰撞使平均自由程變短；它們與正在成膜的表面碰撞并與之反應(yīng)；它們隱藏在已形成的薄膜中逐漸侵蝕薄膜；它們與蒸發(fā)源高溫化合減少其使用壽命；它們?cè)谝颜舭l(fā)的膜料表面上形成氧化層使蒸鍍過(guò)程不能順利進(jìn)行……。

二、  真空測(cè)量

現(xiàn)代真空技術(shù)的發(fā)展使人們已經(jīng)可以測(cè)量從大氣壓一直到10-12Pa的真空壓強(qiáng)，當(dāng)然只使用一種真空計(jì)完成在這么廣的區(qū)間內(nèi)的測(cè)量工作是不可能的，因此人們常常使用幾種真空計(jì)分別完成各自范圍的真空測(cè)量。

    下面分別介紹一下我司真空鍍膜機(jī)上常用的幾種真空計(jì)：

a.  熱偶真空計(jì)和皮拉尼真空計(jì)

在一定范圍內(nèi)，氣體的熱傳導(dǎo)率是壓力的函數(shù)，這就是熱偶真空計(jì)和皮拉尼真空計(jì)的測(cè)量原理。

熱偶真空計(jì)采用直接測(cè)量溫度變化的方法來(lái)進(jìn)行工作。在加熱電流維持恒定時(shí)，如果氣體壓強(qiáng)降低，則氣體熱傳導(dǎo)系數(shù)減少，熱偶工作端的溫度升高，相應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)即要增加，通過(guò)壓強(qiáng)和電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系即可確定出系統(tǒng)的壓強(qiáng)。

皮拉尼真空計(jì)和熱偶真空計(jì)一樣也常用做中等真空范圍的測(cè)量。皮拉尼真空計(jì)有一個(gè)玻璃或金屬外殼，殼內(nèi)裝有高溫電阻系數(shù)的金屬絲(如鉑、鎢等)，隨著壓強(qiáng)的降低，燈絲的溫度及其電阻值就會(huì)升高，根據(jù)測(cè)得的電阻值即可間接得到壓強(qiáng)的值了。

b. 冷陰極電離真空計(jì)

冷陰極電離真空計(jì)亦稱(chēng)潘寧真空計(jì)。當(dāng)放電管在低于10圖片毫巴的壓強(qiáng)下工作時(shí)，由于氣體分子稀少電子從陰極飛向陽(yáng)極的過(guò)程中很少與氣體分子碰撞。但如果在電子運(yùn)動(dòng)的垂直方向加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子運(yùn)動(dòng)的軌跡即變成螺旋形，這樣電子電離氣體分子的機(jī)會(huì)就有效增加了，甚至在非常低的氣體密度下，也能有大量的氣體被電離。當(dāng)陽(yáng)極電壓和磁場(chǎng)強(qiáng)度皆為恒定時(shí)，對(duì)于一定的氣體成分來(lái)說(shuō)，離子電流與壓強(qiáng)直接相關(guān)，這就是冷陰極離真空計(jì)工作的原理。

三、  薄膜的形成

A、凝聚是基體分子和蒸發(fā)原子互相吸附的結(jié)果

真空中，具有一定能量的蒸發(fā)原子沖擊到基底的表面時(shí)，受基底表面力場(chǎng)的作用與基底分子進(jìn)行了能量交換，這時(shí)在蒸發(fā)原子與基底分子之間則產(chǎn)生了吸附一物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附為任何兩個(gè)彼此接近分子間的范德瓦爾斯力，化學(xué)吸附為原子間的化學(xué)鍵力。當(dāng)然不是所有的蒸發(fā)原子都能與基底分子吸附的，有一部分原子保持了自己的大部分能量，碰撞后發(fā)生了反射，而即使是那些被吸附的蒸發(fā)原子他仍然可以在基底表面進(jìn)行遷移，或者被解吸而離開(kāi)基底表面。另外，在基底表面還存在另一種類(lèi)型的作用，即蒸發(fā)原子和已經(jīng)被吸附在基底表面上的同類(lèi)原子的締合作用。象這樣，蒸發(fā)原子被基底所吸附的過(guò)程即為凝聚。

    人們把凝聚原子與入射原子之比稱(chēng)為蒸發(fā)原子的凝聚系數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，凝聚系數(shù)總是要小于l的。由于原子間的吸引力不同，所以同種蒸發(fā)原子對(duì)不同的基底來(lái)說(shuō)其凝聚系數(shù)是不相同的。

每一種蒸發(fā)原子對(duì)于不同的基底都有不同的成膜臨界溫度，只有當(dāng)基底溫度低于成膜臨界溫度時(shí)才可能凝聚。這種現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)基底溫度過(guò)高時(shí)，撞擊在基底表面上的蒸發(fā)原子不是被反射就是被解吸。還應(yīng)說(shuō)明的是，在成膜過(guò)程中(已有成膜基礎(chǔ))，基底溫度雖然超過(guò)臨界溫度，但薄膜仍可以繼續(xù)生長(zhǎng)，然而其結(jié)晶態(tài)將被改變。在成膜初期，薄膜是以無(wú)定形或玻璃體狀態(tài)出現(xiàn)的，隨著溫度的升高，薄膜逐漸向亞穩(wěn)態(tài)過(guò)渡，如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展下去，則將向穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化，開(kāi)成結(jié)晶薄膜。

B. 薄膜的形成過(guò)程   

    在開(kāi)始蒸鍍后，基底表面較為均勻地吸附了一些蒸發(fā)的原子，蒸發(fā)原子之間的相互作用使其聚集成一些晶核，這些晶核不斷地生長(zhǎng)、遷移、合并，形成了一些小島(大的晶核聚集而成)，基底表面的這些小島進(jìn)一步生長(zhǎng)，彼此相近的島互相接合形成大島。隨著淀積的進(jìn)行，這些大島和小島的高度也在不斷地增加，在整個(gè)基底表面上形成一種帶溝渠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不斷蒸鍍的結(jié)果使蒸發(fā)原子在溝渠內(nèi)也不斷地成核、成島，逐漸填充完整個(gè)溝渠。當(dāng)基底表面上的溝渠和孔洞被填滿后，蒸發(fā)原子就繼續(xù)堆砌在這些結(jié)構(gòu)上形成了各種各樣的薄膜。

  在電子顯微鏡下可以看出，常規(guī)熱蒸發(fā)的薄膜無(wú)例外地都是一種柱狀結(jié)構(gòu)，柱體的方向與薄膜的生長(zhǎng)方向相同而垂直于薄膜界面，而這一個(gè)個(gè)柱體之間則存在著許多問(wèn)隙。人們用填充密度來(lái)度量薄膜中總的間隙





填充密度是襯底溫度函數(shù)，在大多數(shù)情況下，基底溫度升高填充密度也增加。一般說(shuō)來(lái)，提高蒸發(fā)速率可以使填充密度增加，而蒸發(fā)速率的影響在膜層較低時(shí)特別明顯。填充密度還隨膜層厚度的增加而增加，這很可能是由于在成膜過(guò)程中薄膜的結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生了變化而引起的，也可能是由于在成膜過(guò)程中薄膜的一部分氣孔被堵塞而引起的。另外，真空室內(nèi)殘余氣體的壓力對(duì)填充密度也有影響，殘余氣體壓力升高，填充密度將要減少。

四 鍍膜機(jī)構(gòu)成



如上圖所示，鍍膜機(jī)一般由真空室、排氣系統(tǒng)（機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵、連接法蘭）、膜厚控制（光控、晶控）、加熱系統(tǒng)等組成。

1． 真空系統(tǒng)

為獲得必要的真空度，在真空鍍膜機(jī)中一般用機(jī)械泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵聯(lián)合抽氣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然隨作真空度要求的提高，以及真空室清潔等要求，目前還應(yīng)用干泵、低溫泵、分子泵等來(lái)進(jìn)行抽氣，在此不作介紹。

A.  機(jī)械泵

機(jī)械泵是應(yīng)用范圍普遍的泵，在各種真空機(jī)組中都少不了它。下面以旋片式機(jī)械泵為例敘述一下機(jī)械泵的抽氣過(guò)程。

旋片式機(jī)械泵的轉(zhuǎn)子由一個(gè)圓軸和鑲嵌在圓軸切口中的旋片組成，轉(zhuǎn)子的軸線偏離于空腔的軸線，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋片能始終保持對(duì)定子(即機(jī)械泵內(nèi)壁)的滑動(dòng)接觸。由于在溫度不變的情況下容器體積和壓強(qiáng)成反比，因此機(jī)械泵在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)旋片所限制空間體積的不斷變化即可達(dá)到排氣的目的。

B.  羅茨泵

    羅茨泵也是旋轉(zhuǎn)泵的一種，它是依靠一對(duì)8字形的漸開(kāi)線轉(zhuǎn)子在保持一定間隙下通過(guò)等速反向旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行抽氣的。在它工作時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入空腔，隨著轉(zhuǎn)子位置的改變，這個(gè)腔體依次和機(jī)殼上部進(jìn)氣口隔絕，并緊接著和下面的出氣口機(jī)通，從而把氣體排出泵外。由于轉(zhuǎn)子是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，因此氣體也就可以連續(xù)地被抽出。

C. 油擴(kuò)散泵

    油擴(kuò)散泵的工作原理建立在連續(xù)流體的伯努利原理上，用擴(kuò)散泵抽氣可以獲得低于10圖片托的高真空度，而擴(kuò)散泵的發(fā)明使真空技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，因?yàn)橐酝脵C(jī)械泵抽氣其極限真空一般只能達(dá)到10圖片托。

在使用擴(kuò)散泵的過(guò)程中一定要注意冷卻水的流量和溫度，并且只有在擴(kuò)散泵油被加熱到沸騰以后，才能開(kāi)啟高真空閥，否則會(huì)造成真空室的大量返油。鍍膜機(jī)的擴(kuò)散泵停止工作后，必須使它在機(jī)械泵繼續(xù)工作的情況下充分冷卻然后才能關(guān)機(jī)。

2． 蒸發(fā)系統(tǒng)

為使所蒸發(fā)的膜料熔化，加熱方式按照工作原理主要有三種：熱蒸發(fā)、濺射和離子鍍。我司采用的熱蒸發(fā)模式，熱蒸發(fā)方式主要有電阻加熱、電子束加熱、高頻感應(yīng)加熱和激光加熱等方式，目前運(yùn)用多的還是電子束加熱，在此作簡(jiǎn)單介紹：

電子束蒸發(fā)的原理是：金屬在高溫狀態(tài)下，它內(nèi)部的一部分電子獲得足夠的能量，逸出金屬表面，這就是所謂熱電子發(fā)射。如果加上一定的電磁場(chǎng)，則發(fā)射的電子在電場(chǎng)中將向陽(yáng)極方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)電壓越大，電子的運(yùn)動(dòng)速度越快。高速運(yùn)動(dòng)的電子流，在電磁場(chǎng)中聚集成細(xì)束，轟擊被鍍材料表面，由于動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能，使材料迅速升溫而蒸發(fā)。

3． 膜厚監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)于不同種類(lèi)的薄膜，監(jiān)控厚度的方法是不相同的，各種隨厚度而變化的參數(shù)(如質(zhì)量、電阻、電容、渦流、反射率、透射率等)都可以利用來(lái)監(jiān)控膜厚。對(duì)于淀積速率采用石英晶體振蕩法來(lái)進(jìn)行淀積速率的控制。

  這里簡(jiǎn)要介紹用光學(xué)法和石英晶體振蕩法來(lái)監(jiān)控膜層厚度及淀積速率的原理。

  （1）、用光學(xué)法監(jiān)控膜層厚度

   在鍍制光學(xué)膜時(shí)大都采用光學(xué)法，即通過(guò)對(duì)膜層反射率和透射率的測(cè)量來(lái)進(jìn)行膜層厚度的監(jiān)控。

    極值法：由于光波干涉的結(jié)果，薄膜的光學(xué)厚度每增加某一波長(zhǎng)1／4倍，則在這一波長(zhǎng)上即可得到一個(gè)透過(guò)率或反射率的極值(極大或極小)薄膜光學(xué)厚度和極值個(gè)數(shù)的關(guān)系如下：

            nd=Nλ/4

    另外還有定值法、比例法、波長(zhǎng)調(diào)制法等多種光學(xué)膜厚監(jiān)控方法。

（2） 石英晶體振蕩監(jiān)控

石英晶體監(jiān)控是利用石英晶體的壓電效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量石英晶體的震蕩頻率的變化轉(zhuǎn)換出膜的厚度。電場(chǎng)加到石英晶體上可使晶體產(chǎn)生振蕩，附加在石英晶體的質(zhì)量增加時(shí)，石英晶體振蕩頻率降低，通過(guò)這樣的方法可以間接測(cè)量出薄膜的厚度。即：

Δf=-(ρf/ρq)*(f2/N)*Δdf

Δf：鍍膜時(shí)厚度增加振蕩頻率的變化

ρf：膜層密度

ρq：石英密度

f：石英的基頻，我司使用6MHZ晶片

N：頻率常數(shù)

Δdf：膜層厚度增量

從上式可以看出，ρf、ρq、f、N均為常數(shù)，所以Δf與Δdf成正比關(guān)系，通過(guò)監(jiān)控頻率的變化，即可得到膜層的厚度。

隨作薄膜沉積厚度的增加，石英晶體振蕩的頻率越來(lái)越小，噪音越來(lái)越大，為保證膜厚控制的準(zhǔn)確性，當(dāng)厚度沉積到一定時(shí)，必須更換晶片。

二、  常用膜料特性

在光學(xué)薄膜生產(chǎn)中常有這種情況：對(duì)不同的鍍膜機(jī)、有時(shí)甚至對(duì)不同的操作者來(lái)說(shuō)，同一膜料的特性往往表現(xiàn)卻不一樣。因此一般說(shuō)，操作者應(yīng)當(dāng)測(cè)定他的鍍膜機(jī)和鍍膜過(guò)程的特殊參數(shù)作為參考。現(xiàn)將我司常用薄膜材料作簡(jiǎn)要介紹。

1、氟化鎂（MgF2）

在薄膜生產(chǎn)中，大概用得多的膜料是氟化鎂，在低折射率材料中，氟化鎂是牢固的，當(dāng)基片溫度達(dá)到250攝氏度左右，可以獲得非常滿意的結(jié)果。氟化鎂在λ=550nm的折射率約為1.38，透明區(qū)為0.12-10μm，它被普遍用于增透膜的鍍制。

一般簡(jiǎn)單的情況是單層增透膜，氟化鎂的蒸發(fā)溫度為1300-1600攝氏度，可以用電子束蒸發(fā)。在蒸發(fā)氟化鎂時(shí)易于噴濺，這是由于蒸發(fā)表面形成了一層比氟化鎂溶點(diǎn)更高的氧化鎂所致，材料蒸發(fā)次數(shù)越多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。其次由于氟化鎂本身晶粒太細(xì)，出氣預(yù)熔的氣體來(lái)不及釋放，因此選用純度相當(dāng)?shù)哪ち鲜呛苤匾?，使用?zhuān)門(mén)用于增透的品級(jí)。  

2、二氧化鋯（ZrO2）

二氧化鋯具有較高的折射率，易于蒸發(fā)得到低吸收的薄膜，而且膜層十分牢固穩(wěn)定。短波0.25μm處的消光系數(shù)為0.001，所以可以作為紫外材料。

二氧化鋯膜有許多優(yōu)異的特性，可惜它的折射率有明顯的不均勻現(xiàn)象，及隨著膜厚增加，折射率降低。為消除非均勻性，一種有效的方法是在ZrO2種摻入某種金屬或氧化物，如摻入一定量的Ta2O5或Y2O3等等，可以獲得折射率穩(wěn)定的膜層。

3、三氧化二鋁

    三氧化二鋁由于它特定的折射率值(1.63)和它與玻璃基底以及各種材料的牢固的結(jié)合力，因此它不僅是鍍制多層寬帶增透膜必不可少的膜料，也是各種金屬膜底膜的材料。比如在銀反射鏡的鍍制中，它就被用作銀膜的底層及銀膜與表面層(氧化硅)的結(jié)合層。它的熔點(diǎn)為2046℃。一般用電子束來(lái)進(jìn)行蒸發(fā)。

    實(shí)現(xiàn)1.63折射率較好的工藝條件是：基片溫度為300℃，氫氣分壓1.8×10-2Pa，淀積速率4-10埃／秒。

4． 二氧化鈦

    二氧化鈦是極其強(qiáng)固的膜料，但有比較高的熔點(diǎn)(1925℃)，這使得它直接蒸發(fā)非常困難。直接蒸發(fā)二氧化鈦的問(wèn)題在于，很高的蒸發(fā)溫度引起二氧化鈦分解，結(jié)果在膜層中出現(xiàn)吸收。已發(fā)現(xiàn)在蒸鍍期間，分解生成的一氧化鈦可以再氧化成二氧化鈦，但要求確保真空室的空氣中有足夠的氧氣存在。氧化實(shí)際發(fā)生在鍍件的表面而不在氣流中，因此殘余氧氣的壓強(qiáng)必須調(diào)到足夠高，使氧分子碰撞鍍件表面的次數(shù)足夠多。如果氧氣壓強(qiáng)太高，則膜呈現(xiàn)多孔而且很松軟。因此存在一個(gè)使氧化過(guò)程進(jìn)行得壓強(qiáng)范圍，對(duì)每一臺(tái)鍍膜機(jī)，必須通過(guò)試驗(yàn)確定蒸鍍條件。因?yàn)橐谎趸伒娜埸c(diǎn)既低于純金屬鈦，又低于二氧化鈦，所以它是一種常用的蒸發(fā)物質(zhì)。蒸發(fā)必須用鎢舟，而且要慢慢進(jìn)行，以保證氧化完全。二氧化鈦在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)保持透明，在紫外區(qū)的350納米附近，吸收變得很強(qiáng)。

5． 五氧化二鉭(Ta圖片0圖片)

     五氧化二鉭只在制造薄膜電容器方面有應(yīng)用，而近些年來(lái)它在光學(xué)方面也被應(yīng)用得越來(lái)越廣。五氧化二鉭薄膜不僅折射率高，而且比起氧化鈦、氧化鋯等高折射率材料來(lái)，它的折射率易于控制，這一點(diǎn)對(duì)穩(wěn)定薄膜生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品合格率尤為重要。同時(shí)由于它透明區(qū)寬廣、物理化學(xué)穩(wěn)定性好、抗激光損傷能力強(qiáng)，所以它特別適于制備寬帶增透膜或各種激光膜。目前已在DWDM波分復(fù)用器的超窄帶濾光片中顯示出其優(yōu)良的特性。

    五氧化二鉭的熔點(diǎn)為1880℃，達(dá)到10圖片毫巴飽和蒸汽壓的溫度為2000℃。蒸鍍五氧化二鉭可以采用電子束加熱法，當(dāng)基底溫度為300℃、氧氣分壓為5×10圖片毫巴、淀積速率為10埃／秒時(shí)得到膜層的折射率為2.05。

三、  常用膜系簡(jiǎn)介

1． 增透膜（減反射膜）

我們都知道當(dāng)光線從折射率為n0的介質(zhì)射入折射率為n1的另一介質(zhì)時(shí)在兩介質(zhì)的分界面上就會(huì)產(chǎn)生光的反射，透過(guò)率損失，像的亮度降低，影響作用距離等；雜光影響，像的反襯度降低；目前已有很多不同類(lèi)型的增透膜可供利用，以滿足技術(shù)光學(xué)領(lǐng)域的極大部分需要?？墒菑?fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和激光光學(xué)，對(duì)減反射性能往往有特殊嚴(yán)格的要求。例如，大功率激光系統(tǒng)要求某些元件有極低的表面反射，以避免敏感元件受到不需要的反射的破壞，并且對(duì)于薄膜往往有激光閾值的要求。此外，寬帶增透膜可以提高象質(zhì)量、色平衡和作用距離，而使系統(tǒng)的全部性能增強(qiáng)，因此，生產(chǎn)實(shí)際的需要促使了減反射膜的不斷發(fā)展。 設(shè)計(jì)減反膜并沒(méi)有完整的系統(tǒng)的方法，簡(jiǎn)捷的途徑是用矢量法，并通過(guò)試行法得到較滿意的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行數(shù)值計(jì)算作精確校核，以消除矢量法所固有的近似影響。

2． 分光膜

一般講分光膜可以分為分束膜和分色膜，后者是按顏色（波長(zhǎng)）不同進(jìn)行分光，本節(jié)主要講分束膜，它把一束光分按比例成光譜成分相同的兩束光， 也即它在一定的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，如可見(jiàn)區(qū)內(nèi)，對(duì)各波長(zhǎng)具有相同的透射率、反射率比例，因而反射光和透射光不具有顏色，并呈中 性。分光鏡通常總是傾斜使用的，它能把入射光分離成反射光和透射光兩部分，對(duì)于不同的用途分光鏡往往有不同的透射率和反射率比T／R。

3． 反射膜

在光學(xué)薄膜中，反射膜和增透膜幾乎同樣重要，對(duì)于光學(xué)儀器中的反射統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于單純金屬膜的特性大都已經(jīng)滿足常用要求，因而我們首先討論金屬反射 膜，在某些應(yīng)用中，若要求的反射率高于金屬膜所能達(dá)到的數(shù)值則可在金屬膜上加額外的介質(zhì)膜以提高它們的反射率， 介紹全介質(zhì)多層反射膜，由于這種反射膜具有反射率和吸收率因而在激光應(yīng)用中得到了使用。

4． 濾光片

要求某一波長(zhǎng)范圍的光束高效透射而偏離這一波長(zhǎng)的光束驟然變化為高反射(或稱(chēng)抑制)的干涉截止濾光片有著普遍的應(yīng)用（例如：電影放映機(jī)中的冷光鏡），通常我們把抑制短波區(qū)、透射長(zhǎng)波區(qū)的濾光片稱(chēng)為長(zhǎng)波通濾光片。相反抑制長(zhǎng)波區(qū)、透射短波區(qū)的截止濾光片就稱(chēng)為短波通濾光片。
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