光學薄膜材料常識分享

光學薄膜 泛指在 光學 器件或光電子元器件表面用物理化學等方法沉積的、利用光的干涉現象以改變其光學特性來產生增透、反射、分光、分色、帶通或截止等光學現象的各類膜系。它可分為增透膜、高反膜、濾光膜、分光膜、偏振與消偏振膜等。光學薄膜的應用始于20世紀30年代。現代，光學薄膜已廣泛用于光學和光電子技術領域，制造各種 光學儀器。

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生躍變，但在膜層內是連續的；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。

光學薄膜的基本原理：

1.利用光線的干涉效應，當光線入射於不同折射系數物質所鍍成的薄膜，產生某種特殊光學特性。

分類：光學薄膜就其所鍍材料之不同，大體可分為金屬膜和非金屬膜。

a.金屬膜：主要是作為反射鏡和半反射鏡用。在各種平面或曲面反射鏡，或各式稜鏡等，都可依所需鍍上Al、Ag、Au、Cu等各種不同的材料。不同的材料在光譜上有不同的特性。AI的反射率在紫外光、可見光、近紅外光有良好的反射率，是鍍反射鏡*常使用的材料之一。Ag膜在可見光和近紅外光部份的反射率比AI膜更高，但因其易氧化而失去光澤，只能短暫的維持高反射率，所以只能用在內層反射用，或另加保護膜。

b.非金屬膜：用途非常廣泛，例如抗反射鏡片．單一波長濾光片、長或短波長通過濾光片、熱光鏡、冷光鏡、各種雷射鏡片等，都是利用多種不同的非金屬材料，蒸鍍在研磨好之鏡杯上，層數由單層到數十、百層不等，視需要的不同，而有不同的設計和方法。目前這些薄膜中被應用得*廣泛，*商業化，也是一般人接觸到*多的，就是抗反射膜。例如眼鏡、照相機鏡頭、顯微鏡等等都是在鏡片上鍍抗反射膜。因為若是不加以抗反射無法得到清晰明亮的影像了，因此如何增加其透射光線就是一個非常重要的課題。

2.利用光波干涉原理，在鏡片的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4波長的 光學 厚度，使光線不再只被玻璃-空氣界面反射，而是空氣-薄膜、薄膜-玻璃二個界面反射，因此產生干涉現象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率更低，但是鍍一層或二層都有缺點：低反射率的波帶不移寬，不能在可見光范圍都達到低反射率。1961年Cox、Hass和Thelen三位首先發表以1/4一1/2一1/4波長光學厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的，也可做到窄波帶的。也就是針對其一波長如氨氟雷射632.8nm波長，要求極高的透射，可使63Z.8nm這一波長透射率高達99.8%以上，用之於雷射儀器。但若需要對某一波長的光線有看極高的反射率需要用高低不同折射系數的材料反覆蒸鍍數十層才可達到此效果。

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