减反射膜原理-5页

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1、减反射膜原理之袁州冬雪创作减反射膜又称增透膜、AR膜、AR片、减反射膜、AR滤光片，它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学概况的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光.最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学概况上的一层折射率较低的薄膜.如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反，叠加的成果使光学概况对该波长的反射光减少.适当选择膜层折射率，这时光学概况的反射光可以完全消除.一般情况下，采取单层增透膜很难达到抱负的增透效果,为了在单波长实现零反射,或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采取双层、三层甚至更多

2、层数的减反射膜.减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新资料，设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽能够高的成品率，达到最抱负的效果.对激光薄膜来讲，减反射膜是激光损伤的单薄环节，如何提高它的破坏强度，也是人们最关心的问题之一.光具有波粒二相性，即从微观上既可以把它懂得成一种波、又可以把他懂得成一束高速运动的粒子(注意，这里可千万别把它懂得成一种简单的波和一种简单的粒子.它们都是微观上来讲的.红光波的波长=0.750微米紫光波长=0.400微米.而一个光子的质量是6.63E-3

3、4千克.如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.)增透膜的原理是把光当成一种波来思索的，因为光波和机械波一样也具有干涉的性质.在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光(注意：这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那末在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.为什么我从来没有看到没有反光的镜头?原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这

4、种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光.膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决议.定义及其设计：二十世纪三十年月发现的增透膜促进了薄膜光学的早期发展.对于技术光学的推动来讲，在所有的光学薄膜中，增透膜也起着最重要的作用.直至明天，就其生产的总量来讲，它仍然超出所有其他的薄膜因此，研究增透膜的设计和制备教术，对于生产实践有着重要的意义.我们都知道，当光线从折射率n0的介质射入折射率为n1的另外一介质时，在两介质的分界面上就会发生光的反射.如果介质没有吸收，分界面是一光学概况，光线又是垂直入射，则反射率R为透射率为透射率为：例如，折射率为1

5、.52的冕牌玻璃，每一个概况的反射约为4.2%左右.折射率较高的火石玻璃，则概况反射更为显著.这种概况反射造成了两个严重的后果：光能量损失，使象的亮度降低;概况反射光颠末多次反射或漫射，有一部分成为杂散光，最后也到达象平面，使象的衬度降低，从而影响系统的成象质量，特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统，都包台了很多个与空气相邻的概况，如不敷上增透膜将完全不克不及应用.今朝已有很多分歧类型的增透膜可供操纵.以知足技术光学范畴的极大部分需要.可是复杂的光学系统和激光光学，对减反射性能往往有特殊严格的要求.例如.大功率激光系统要求某些元件有极低的概况反射，以防止敏感元件受到不需要的反射的

6、破坏.此外，宽带增透膜提高了象质量、色平衡和作用间隔，而使系统的全部性能增强.因此，生产实际的需要促使了减反射膜的不竭发展.在比较复杂的光学系统中，入射光的能量往往因多次反射而损失.例如，高级照相机的镜头有六、七个透镜组成.反射损失的光能约占入射光能的一半，同时反射的杂散光还要影响成像的质量.为了减少入射光能在透镜玻璃概况上反射时所引起的损失，常在镜面上镀一层厚度平均的透明薄膜(常常使用氟化镁MgF2，其折射率为1.38，介于玻璃与空气之间)，操纵薄膜的干涉使反射光能减到最小，这样的薄膜称为增透膜.现在我们来看一下简单的单层增透膜.设膜的厚度为e，当光垂直入射时，薄膜两概况反射

7、光的光程差为2ne，由于在膜的上、下概况反射时都有相位突变，成果没有附加的相位差，两反射光干涉相消时应知足：单层增透膜单层增透膜膜的最小厚度应为(相应于k=0)由于反射光相消，因而透射光加强.单层增透膜只能使某个特定波长λ的光尽能够减少反射，对于相近波长的其他反射光也有分歧程度的减弱，但不是减到最弱，对于一般的照相机和目视光学仪器，常选人眼最敏感的波长λ=550nm作为“节制波长”，在白光下观看此薄膜的反射光，黄绿色光最弱，红光蓝光相对强一些，因此镜面呈篮紫色.有些光学器件需要减少其透射率，