光學薄膜原理簡述，不懂的這會有機會了

所謂光學薄膜是指其厚度能夠光的波長相比擬，其次要能對透過其上的光產生作用。具體在于其上下表面對光的反射與透射的作用。

光學薄膜的定義是：涉及光在傳播路徑過程中，附著在光學器件表面的厚度薄而均勻的介質膜層，通過分層介質膜層時的反射、透（折）射和偏振等特性，以達到我們想要的在某一或是多個波段范圍內的光的全部透過或光的全部反射或是光的偏振分離等各特殊形態(tài)的光。

光學薄膜的特點是：表面光滑，膜層之間的界面呈幾何分割；膜層的折射率在界面上可以發(fā)生躍變，但在膜層內是連續(xù)的；可以是透明介質，也可以是吸收介質；可以是法向均勻的，也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。這是因為：制備時，薄膜的光學性質和物理性質偏離大塊材料，其表面和界面是粗糙的，從而導致光束的漫散射；膜層之間的相互滲透形成擴散界面；由于膜層的生長、結構、應力等原因，形成了薄膜的各向異性；膜層具有復雜的時間效應。不同物質對光有不同的反射、吸收、透射性能，光學薄膜就是利用材料對光的這種性能，并根據(jù)實際需要制造的。

光學薄膜的傳統(tǒng)應用

光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜。減反射膜，是應用*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?，F(xiàn)代光學裝置沒有一個是不經過減反射處理的。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。

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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。

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，據(jù)涂布在線了解，*常用的是T:R=50:50的分光膜。

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的顏色。

帶通濾光片

只允許一個譜段（可能比較寬，也可以相當窄）的光透過，它是光波的帯通濾波器。窄帯通濾波器在光學儀器中具有獲得單色光和抑制系統(tǒng)光學背景的作用，在光學、醫(yī)學、刑偵、通訊、生化等領域有廣泛應用。超窄帶濾光片在光通信中成功地應用于制造密集型的波分復用器（DWDM），從而推動了光通信的發(fā)展。寬帶通濾光膜*近*成功的應用是用于制造低輻射玻璃，可以用于發(fā)展一種反射能量而又可透過太陽光的建筑窗口玻璃。涂布在線認為，這在能源費用不斷上漲的今天，必將發(fā)展成一個大的產業(yè)。

新型光學薄膜的典型應用

現(xiàn)代科學技術特別是激光技術和信息光學的發(fā)展，光學薄膜不僅用于純光學器件，在光電器件、光通信器件上也得到廣泛的應用。近代信息光學、光電子技術及光子技術的發(fā)展，對光學薄膜產品的長壽命、高可靠性及高強度的要求越來越高，從而發(fā)展了一系列新型光學薄膜及其制備技術，并為解決光學薄膜產業(yè)化面臨的問題提供了**的解決方案。包括高強度激光器、金剛石及類金剛石膜、軟X射線多層膜、太陽能選擇性吸收膜和光通信用光學膜等。

照明領域的冷光膜

照明領域現(xiàn)在使用非常廣泛的是石英鹵素燈, 它具有體積小、發(fā)光效率高、光衰小、壽命長、顯色指數(shù)高的優(yōu)點，特別是采用光學薄膜技術制成的“定向冷反射鹵鎢燈”，由于其光源發(fā)出的紅外光被透射，而可見光被定向反射的優(yōu)勢, 得到了越來越廣泛的應用，無論是工業(yè)照明(放映燈、投影燈、醫(yī)用燈、背投影電視光源等)，商業(yè)照明(商場、飯店、珠寶、服裝等),還是家庭照明(裝飾裝潢)，市場前景光明。

其中的核心技術就是在冷反射杯的鍍膜技術得到了**的成功應用，使得鍍有反射可見、透射紅外的冷光杯具有明顯的先進性，用僅有國際價格十分之一的國產改裝設備，采用具有中國特色的鍍膜技術和工藝，使得冷光杯具有極大的優(yōu)勢，性價比居世界前列，世界上幾乎所有照明巨頭的冷光(燈)都從中國采購，中國的年出口量在3億元以上。

冷光膜的原理和研究

冷光膜的設計原理是要求能夠盡可能高的反射可見光，而透射紅外光，鍍在弧形反光碗上，使反射的光亮很高，而紅外幅射熱則大大減少，從而降低了光束的溫度。用這種技術制作的照明射燈就稱為冷光燈。冷光膜實際上是一種長波通的寬帶反射膜，要有一定的可見區(qū)反射帶寬和長波良好的通帶，可用高反射膜與光譜分光膜的設計原理作為解決方案。 為了得到在可見區(qū)較寬的反射帶, 可用兩個方法解決：

1：設計不同中心波長的高反射膜系, 并把它們的高反射帶連起來, 以得到寬的高反射帶。

2：設計膜層厚度按幾何級數(shù)或按算術級數(shù)遞變的膜系，其設計的目的是構成一個中心波長不斷變化的膜系，以得到寬帶高反射膜。

為了得到紅外區(qū)高的透射率，可采用合適的紅外透明膜料以及通帶匹配層技術來達到。需要指出的是，反射帶的寬度的定位，對于冷光燈的綜合光譜、色溫、照度、光通量都有重要影響，必須根據(jù)需要進行特別設計和控制。

冷光膜的分類

鍍制冷光膜的反光碗由于選擇的鍍膜材料不同，其特性及應用范圍也不同。

軟膜

鍍膜材料為ZnS-MgF2組合。其特點為制作方便，工藝成熟；缺點牢固度、耐水性、耐溫性、持久性較差，如使用離子輔助鍍膜技術可改善其特性。常用于使用要求較低的場合，應用于使用壽命1000h 以下的冷光射燈。

半硬膜

鍍膜材料為ZnS-SiO 組合。這對材料的組合非常有價值，有些文獻報道一氧化硅和硫化鋅由于應力不匹配，容易膜裂，故不宜作為高低折射率材料搭配。而現(xiàn)在的研究證明，由于采取必要而獨特的工藝制備技術，所以此類膜層非常牢固，耐水性、耐溫性也很理想，其膜層可經受沸水蒸煮，由此膜料制作在冷光射燈，使用壽命在2000h 以上。它已作為冷光膜的優(yōu)選膜料，同理也可重點推薦用于其它鍍膜制品。

硬膜

鍍膜材料為T iO2-SiO2 組合。此組合的膜層各項性能指標良好，可用于使用條件很苛刻的冷光膜產品，如電影放映機反光碗，使用壽命4000h 等級的冷光射燈領域，缺點是對設備的要求高,制作工藝復雜,制作成本較高。

光學薄膜的制備技術

光學薄膜的制備技術是把薄膜材料按照一定的技術途徑和特定的要求沉積為薄膜。光學薄膜可以采用物**相學沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和化學液相沉積(CLD)3種技術來制備，物**相學沉積(PVD)制備光學薄膜這一技術目前已被廣泛采用，從而使各種光學薄膜在各個領域得到廣泛的應用，下面涂布在線著重介紹這一制備技術。

物**相學沉積(PVD)

物**相沉積是光學薄膜制備的主流技術，物**相沉積法，簡單地說是在真空環(huán)境中加熱薄膜材料使其成為蒸汽，蒸汽再凝結到溫度相對低的基片上形成薄膜。PVC需要使用真空鍍膜機，制造成本高，膜層厚度可以**控制，膜層強度好。PVD制備光學薄膜這一技術目前已被廣泛采用，從而使各種光學薄膜在各個領域得到廣泛應用。在PVD方法中，根據(jù)膜料汽化方式的不同，又分為熱蒸發(fā)、濺射、離子鍍及離子輔助鍍技術。其中，光學薄膜主要采用熱蒸發(fā)及離子輔助鍍技術，濺射及離子鍍技術用于光學薄膜制備是近幾年發(fā)展起來的。

化學氣相沉積(CVD)

化學氣相沉積(CVD)一般需要較高的沉積溫度，而且在薄膜制備前需要特定的先驅反應物，通過原子、分子間化學反應的途徑來生成固態(tài)薄膜的技術，CVD技術制備薄膜的沉積速率一般較高。但在薄膜制備過程中也會產生可燃、有毒等一些副產物。

化學液相沉積(CLD)

化學液相沉積(CLD)工藝簡單，制造成本低，但膜層厚度不能**控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，還造成廢水、廢氣污染的問題。

光學薄膜的應用前景

光電信息產業(yè)中*有發(fā)展前景的通訊、顯示和存儲三大類產品都離不開光學薄膜，如投影機、背投影電視機、數(shù)碼照相機、攝像機、DVD，以及光通訊中的DWDM、GFF濾光片等，光學薄膜的性能在很大程度上決定了這些產品的*終性能。光學薄膜正在突破傳統(tǒng)的范疇，越來越廣泛地滲透到從空間探測器、集成電路、生物芯片、激光器件、液晶顯示到集成光學等各學科領域中，對科學技術的進步和全球經濟的發(fā)展都起著重要的作用，研究光學薄膜物理特性及其技術已構成現(xiàn)代科技的一個分支——薄膜光學。光學薄膜技術水平已成為衡量一個國家光電信息等高新技術產業(yè)科技發(fā)展水平的關鍵技術之一。

增透減反AR膜，主要也是為了應對國內大的風砂。像塵、砂，都會對增透膜產生劃痕方面的影響。這個是增透膜耐濕冷、耐摩擦方面的情況

上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學儀器及其零配件?的高科技企業(yè)，公司成立２００５年，專業(yè)的光電鍍膜公司，公司產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環(huán)式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。