光学镀膜课件.ppt

1、.光学镀膜光学镀膜 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分类分类n增透膜单层增透多层增透n反射膜金属反射膜介质反射膜n分光膜普通分光偏振分光消偏振分光二相色分光膜 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.增透膜增透膜 n单层增透膜：单层增透膜：理论解析理论解析：若是由介质 n1垂直入射至 n2 反射率(n2 n1)/(n1+n2)2 穿透率4n1n2/(n1+n2)2若是空气的折射率是 1.0，镀膜的折射率 nc(例如：1.5)，玻璃的折射率 n(例如：1.8)（1）由空气直接进入玻璃 穿透率 41.01.

2、8/(1+1.8)291.84%（2）由空气进入镀膜后再进入玻璃 穿透率 41.01.5/(1+1.5)2 41.51.8/(1.5+1.8)295.2%2006,ZTE Corporation.All rights reserved.增透膜增透膜光线（黑色）射到增透膜上，有一部分反射出来（蓝色）；有一部分折射入增透膜（青色），又经增透膜第二面反射（黄色），再折射出来（红色）。由于青色，黄色光行程为两个1/4波长，即0.5倍波长。因此红色和蓝色两列光相位差为半波长，叠加而抵消。即光能都进入增透膜后进入镜头。故叫增透。单层增透膜厚度都是需要增透波长的1/4 2006,ZTE Corporatio

3、n.All rights reserved.增透膜增透膜疑问：反射回来干涉相消了，怎么就增透了呢？回答：光具有能量 对同频率的光，光强越大，能量越大，在照射光的能量不变的前提下，增透膜减少反射光的光强（能量），根据能量守恒，入射光的能量必然增加 光强增大 也就是所谓“增透”，这里增透是指增加入射光能量，绿光反射回来后相互抵消了，从能量上来说光的能量没有消耗，这就相当于进入的光能要大了，达到增透效果 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.增透膜增透膜 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.增透膜增透膜n多层增

4、透膜多层增透膜 1）多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长光进行反复干涉相消以使得反射率达到最小 2）多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反射光都进行干涉相消从而达到对一个宽波段的光增透 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.增透膜增透膜n用途：用途：所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜、显微镜等各种视觉观察和测量系统n指标说明指标说明：单层增透：对于一般玻璃反射R1.5%532nm，在可见光区可做到R2%多层窄带增透：可做到R0.1%所需波长 多层宽带增透：可做到Rave88%可见光区可见光区 2006,ZTE Corporation.All

5、 rights reserved.反射膜反射膜-金属反射膜2）保护银，）保护银，红外区常用金、银95%可见光区 98%微米红外区 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.反射膜反射膜-金属反射膜3）保护金）保护金：在0.65微米后的红外光区具有非常高的反射率 95%0.65-2微米 98%2-12微米红外光区 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.反射膜反射膜-介质反射膜：n介质反射膜：介质反射膜：基本原理：基本原理：电介质反射膜是建立在多光束干涉基础上的。与增透膜相反，在光学表面上镀一层折射率高于基体材料的

6、薄膜，就可以增加光学表面的反射率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长的四分一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的反射光矢量，振动方向相同。合成振幅随着薄膜层数的增加而增加 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.反射膜反射膜-介质反射膜：一般指标：一般指标：R99.5%可见光或指定波段可见光或指定波段 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜n主要作用是把入射光分为反射光和透射光两部分的一种薄膜元件。分光膜可以用作各类激光器谐振腔（平平腔、共焦腔、共

7、心腔、凹凸腔、半共心腔等）的腔镜，也可以用作激光器外围光路衰减光强的元件等。分光膜可用于高功率激光或大能量激光，也可用于普通的各种工业化激光器。总之在光通讯、激光工业、激光显示、医学设备、勘测设备、精密仪器及半导体等领域都有用到 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-能量分光膜：1）能量分光膜：（普通分光膜）能量分光膜：（普通分光膜）按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，这种薄膜有时仅考虑某一波长，叫做单色分光膜；有时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜；用于可见光的宽带分光膜，又叫做中性分光膜。这种膜也常在斜入射下应用，由于偏振的影响

8、，二束光的偏振状态可以相差很多,在有些工作中，可以不考虑这种差别,但在另一些工作中（例如某些干涉仪），则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备消偏振膜。2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-能量分光膜：2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-能量分光膜：常用指标：常用指标：透射率/反射率：50/505%T（Ts+Tp）/2,R=（Rs+Rp）/2出射光束偏转：03（T）,905（R）入射光入射角：03入射光偏振态出射光偏振态45线偏振光圆偏振光自然光部分偏振光 2006,ZTE

9、 Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-偏振分光膜：2）偏振分光膜：）偏振分光膜：偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应；平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-偏振分光膜：2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-偏振分光膜：常用指标：常用指标：消光比：Tp/Ts50

10、0:1 Rs:Rp95:5出射光束偏转：03（T），905（R）入射光入射角：02入射光偏振态出射光偏振态任意偏振光自然光s偏振光和p偏振光 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-消偏振分光膜：3）消偏振分光膜：）消偏振分光膜：对光能有一定的吸收，但对偏振态很不敏感，适用于可调谐激光 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-消偏振分光膜：常用指标：常用指标：反射率/透过率：Ts-Tp5%Rs-Rp5%出射光束偏转：03（T），905（R）入射光入射角：02入射光偏振态出射光偏振态偏

11、振光自然光与入射光偏振态相同 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-二向色分光膜4）二向色分光膜）二向色分光膜 按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是，波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光，二者都要求有一定形状的光谱曲线 应用于多波段光源、荧光显微镜、生物芯片阅读仪等光学光谱仪器 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.分光膜分光膜-二向色分光膜和滤光膜n长波通长波通 2006,ZTE Corporation.All rights reserv

12、ed.分光膜分光膜-二向色分光膜和滤光膜n短波通短波通通用指标开关波长截止区截止深度：1%开关波段带宽：10nm 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.带通膜带通膜n带通膜带通膜通用指标截止区截止深度：0.1%半带宽10nm 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.作业：n作业：作业：分光膜：普通分光，偏振分光，消偏振分光滤光膜或二向色分光膜：长波通，短波通，带通任选四个找出其应用的具体实力及说明n例子：例子：名称 应用 说明 偏振分光膜 法拉第电流传感器 利用磁光效应改变光的偏振面，当电流变化，由于磁性变化导致光在导光棒中偏振面的改变，从而测量电流，由于需要对光起偏和检偏，且检偏需要分光以检测S和P光在不同电流影响下的分光比，所以需要用到偏振分光棱镜，高级的传感器用到的偏振器实际是格兰泰勒棱镜等高偏振度，高透过率的元件 2006,ZTE Corporation.All rights reserved.谢谢！