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1、卢维强等:光学薄膜及其应用文章编号:1006-6268(2007)03-0006-04专光学薄膜及其应用家的思考卢维强,王华清,肖畅,杨朝佳(北京理工大学薄膜与显示技术实验室,北京100081)摘要:从光学薄膜干涉原理出发,说明了光学薄膜的工作原理。文中对减反膜、高反膜、分光膜、滤光膜等几种典型的膜系加以说明。文章最后对光学薄膜的制备加以简要介绍。关键词:光学薄膜;光学干涉;薄膜制造;薄膜应用中图分类号:TN104.3文献标识码:AOpticalCoatingandApplicationLUWei-qiang,WANGHua-qi
2、ng,XIAOChang,YANGChao-jia(BeijingInstituteofTechnology,LaboratoryofThinFilmandDisplayTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Basedtheprincipleofopticalinterference,thispaperhasexplainedseveralkindsofrepresentativecoatingssuchasARcoating,highreflector,neutralbeamsplitt
3、er,shortwavepassedgefilter,longwavepassedgefilter,narrowbandpasscoatingandwidebandpasscoating.Italsogivessomebriefexplanationsaboutthecoatingapplicationandmanufacturing.Keywords:opticalthin-films;opticalinterference;coatingmanufacturing;coatingapplication1引言学的解释,并从理论上
4、奠定了分析薄膜光学问题所必需的全部理论基础。经过100多年的发展,薄膜人们大概都有儿时吹肥皂泡的经验,初时肥皂光学已经发展成为近代光学的一个重要分支,光泡是无色的,随着肥皂泡被吹得越来越大,肥皂泡的学薄膜的制造业已完全成为一个独立的产业。今壁随之变得越来越薄,这时如果在太阳光或灯光下天,几乎所有的光学或光电系统都包含有各种光观察,我们就会看到绚丽斑斓的色彩,这在光学上称学薄膜,而且在人们的日常生活中也获得了越来为薄膜干涉现象,能产生光干涉现象的薄膜则称为越广泛的应用。在这篇文章中,我们意图通过比较通俗的解释,说明光学薄膜的工作原理
5、,同时根据光学薄膜。虽然,人类很早就从自然界中观察到薄膜干涉现象,但直到1873年,在英国人麦克斯韦发表几个典型膜系的说明,使读者了解光学薄膜的应用和重要地位。的《论电与磁》著作中,才对薄膜干涉现象做出了科6现代显示AdvancedDisplayMar2007,总第73期收稿日期:2007-01-15卢维强等:光学薄膜及其应用2光学薄膜干涉原理光是一种电磁波[1-2]。可以设想光源中的分子或专家原子被某种原因激励而振动,这种振动导致分子或的思原子中的电磁场发生电磁振动。可以证明,电场强度考与磁场强度两者有单一的对应关系,同时在大多
6、光学现象中电场强度起主导作用,所以我们通常将电图1薄膜干涉场振动称为光振动,这种振动沿空间方向传播出去就形成了电磁波。膜在界面2上反射后再次穿过薄膜,透过界面1在电磁波的波长λ、频率f、传播速度v三者之间反射空间形成反射波W2。W1和W2是从同一波段的关系为:中分离出来的,所以频率相同,振动方向相同,所不v=λ·f同的是W2比W1多走了往返两次薄膜厚度的路径,各种频率的电磁波在真空中的速度都是一样从而造成了它们的相位差。入射光I中相同频率的8其他波列同样也有着相同的相位差。对于入射光中的,即3×10m/s,常用C表示。但是在不同介
7、质中,传播速率是不一样的。假设某种频率的电磁波在某其它频率的光也有着类似的讨论。所以在薄膜的界一介质中的传播速度为v,则C与v的比值称为这面1与界面2上形成的两束反射光I1与I2是相干种介质对这种频率电磁波的折射率。光,在它们相遇区域中会产生光的干涉现象。如果我频率不同的电磁波,它们的波长也不同。波长在们忽略光在薄膜内的多次反射,只考虑这两束光的400~760nm这样一段电磁波能引起人们的视觉,称干涉,那么W1和W2所经过的路径之差是薄膜厚度为可见光。普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动(d1)的两位。当薄膜的折射率n1与厚度d1
8、的乘积中的分子或原子彼此独立,各自有自己的振动方向、(n1d1称为光学厚度)是某一参考光波波长的四分之振幅及发光的起始时间。每个原子每一次振动所发一时,两束光的光程差是二分之一波长(2n1d1=2×-8出的光波只有短短的一列,持续时间约为10秒。我
