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光學檢測儀和激光干涉儀

光學鍍膜的基礎知識

一、什么是光學薄膜


光學薄膜是指在光學零件上沉積一層或者多層厚度薄而均勻的電介質膜或金屬膜或電介質與金屬膜的組合。光在通過這種分層媒質時,來自不同界面的反射光,透射光在光的入射及反射方向產生光的干涉現(xiàn)象,人們正是利用這種干涉現(xiàn)象,通過改變材料及其厚度等特性來人為地控制光的干涉,根據(jù)需要實現(xiàn)光能的重新分配。


二、薄膜分類


(一)減反射膜(增透膜)

是應用最廣泛的光學薄膜,它可以減少光學表面的反射率而提高其透射率。對于單一波長,理論上的反射率可以降到零,透射率為100%;對于可見光譜段,反射率可以降低到0.5%,甚至更低,以保證一個由多個鏡片組成的復雜系統(tǒng)有足夠的透射率和極低的雜散光。現(xiàn)代光學裝置沒有一個是不經過減反處理的。由于其具有極低的反射率和鮮艷的表面顏色,現(xiàn)代人們日常生活中的眼鏡普遍都鍍有減反射膜。


   



 (二)高反射膜

能將絕大多數(shù)入射光能量反射回去。當選用介質膜堆時,由于該光學薄膜的損耗極低,隨著膜層數(shù)的不斷增加,其反射率可以不斷地增加(趨近于100%)。這種高反射膜在激光器的制造和激光應用中都是必不可少的。


(三)能量分光膜

可將入射光能量的一部分透射,另一部分反射分成兩束光,最常用的是TR=5050的分光膜。



(四)光譜分光膜

可將入射光中一部分光譜的能量透射,另一部分光譜的能量反射。將長波能量反射、短波能量透射的叫做短波通截止濾光膜;將長波能量透射、短波能量反射的叫長波通截止濾光膜。利用它們可以把一束光分成不同顏色的多束光。例如把一束光分成紅、綠、藍三原色,任何一種色光都可以通過這三種顏色的合成來獲得。這種顏色分光膜在光電的彩色行業(yè),諸如彩色攝影、彩色電視、彩色投影、彩色印刷等領域都是不可缺少的。

(五)干涉濾光片

利用干涉原理只使特定光譜范圍的光通過的光學薄膜。通常由多層薄膜構成。干涉濾光片種類繁多,用途不一,常見干涉濾光片分截止濾光片和帶通濾光片兩類。截止濾光片能把光譜范圍分成兩個區(qū),一個區(qū)中的光不能通過(截止區(qū)),而另一區(qū)中的光能充分通過(通帶區(qū))。典型的截止濾光片有短通濾光片(只允許短波光通過)和長通濾光片(只允許長波光通過),它們均為多層介質膜,具有由高折射率層和低折射率層交替構成的周期性結構。



三、光學鍍膜定義


光學鍍膜是指在光學零件表面上鍍上一層(或多層)金屬(或介質)薄膜的工藝過程。在光學零件表面鍍膜的目的是為了達到減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等要求。常用的鍍膜法有真空鍍膜(物理鍍膜的一種)和化學鍍膜。

光的干涉在薄膜光學中廣泛應用。為了消除光學零件表面的反射損失,提高成像質量,涂鍍一層或多層透明介質膜,稱為增透膜或減反射膜。隨著激光技術的發(fā)展,對膜層的反射率和透過率有不同的要求,促進了多層高反射膜和寬帶增透膜的發(fā)展。為各種應用需要,利用高反射膜制造偏振反光膜、彩色分光膜、冷光膜和干涉濾光片等。

光學零件表面鍍膜后,光在膜層層上多次反射和透射,形成多光束干涉,控制膜層的折射率和厚度,可以得到不同的強度分布,這是干涉鍍膜的基本原理。


四、光學鍍膜方法


(一)化學鍍膜

此方法必須嚴格控制化學溶液的濃度,進行反應的時間等。常用加工方法為:浸鍍法和噴鍍法。

浸鍍法:根據(jù)欲配置膜的性質裝備含有成分的溶液,將玻璃加熱到一定溫度,放入配置好的化學溶液里,拿出烘干。浸鍍法是唯一可以同時制作雙面膜的方法。

噴鍍法:將配置好的膜溶液裝在噴槍上,噴在玻璃表面,烘干定型。


(二)物理鍍膜

以真空蒸鍍,離子鍍等多種不同的形式進行。物理方式的鍍膜強度和均勻性普遍高于化學鍍膜,物理方法鍍膜可以為多層膜。

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