薄膜光學知識點usefor學生

1、薄膜光學：1. 整部薄膜光學的物理依據(jù)就是光的干涉。（托馬斯 楊干涉實驗）2. 列舉常用的光學薄膜 鍍膜鏡片，牛頓環(huán)，濾光片、反射鏡，ITO膜，幕墻玻璃，紅外膜，DWDM、光纖薄膜器件，電致變色膜。3. 利用薄膜可以實現(xiàn)的功能減少反射，提高透射率；提高反射率；提高信噪比；保護探測器不被激光破壞；重要票據(jù)的防偽等等?？傊芰谐龆嗌俟獾挠猛揪湍芰谐龆嗌俟鈱W薄膜的用途。提高光學效率，減少雜光。如高效減反射膜，高反射膜。實現(xiàn)光束的調(diào)整和再分配。如分束膜，分色膜，偏振分光膜。通過波長的選擇性提高系統(tǒng)信噪比。如窄帶及帶通濾光片、長波通、短波通濾光片。實現(xiàn)某些特定功能。如ITO透明導電膜，保護膜等。4. 一

2、束入射角為的光入射到厚度為d1、折射率為n1的薄膜上產(chǎn)生的相位差為：；雙光束強度為：詳細計算過程：5. 單層膜的多光束干涉計算：（薄膜光學2PPT中P26-29）6. 電磁場間的關(guān)系：光學導納：7. 光在兩種材料界面上的反射：8. 掌握單層膜的特征矩陣公式：薄膜光學3 PPT中P 15-21單層膜的反射系數(shù)和反射率為：9. 掌握多層膜的特征矩陣公式：薄膜光學3 PPT中P 26-2910. 【計算】偶數(shù)四分之一光學膜層的特征矩陣：奇數(shù)四分之一光學膜層的特征矩陣：計算多膜層（膜層厚度為四分之一波長的整數(shù)倍）的反射率?！居嬎泐}：薄膜光學3PPT中P35】11. 單層減反膜的設(shè)計方法：【薄膜光學3P

3、PT中P37】12. 無論膜層是否有吸收，膜系的透射率與光的傳播方向無關(guān)。13. 厚基片反射率和透射率的計算【薄膜光學3PPT中P52-54】 14. 有些鍍膜元件表面反射的光色彩與入射光顏色不同，主要原因在于在不同的波段元件表面對于光的反射不同。15. 單層04減反膜的優(yōu)缺點？優(yōu)點：缺點：（1）剩余反射高（2）帶寬小雙層04-04減反膜的優(yōu)缺點？優(yōu)點：在中心波長處增透效果好缺點：04-04結(jié)構(gòu)的V形減反膜只能在較窄的光譜范圍內(nèi)有效地減反射，即帶寬較小。因此僅適宜于工作波段窄的系統(tǒng)中使用。04- 02型雙層增透膜的優(yōu)缺點？04- 02型雙層增透膜在中心波長0 兩側(cè)可望有兩個反射率極小值，反射率

4、曲線呈W型，所以也罷這種雙層增透膜稱為W型膜。在一定程度上展寬了帶寬但是總體的減反效果不理想，在中心波長處得反射率和單層膜相同。16. 0/4-0/2-0/4型增透膜的優(yōu)點？不僅提高了增透效果，而且展寬了帶寬。17. 0/4-0/2-0/4型增透膜: G/M2HL/A的設(shè)計。當其中有一膜層材料實際不存在時，應(yīng)可用奇數(shù)層高低交替的材料來替代xL/yH/xL或xH/yL/xH，該替代多層光學厚度之和必須等于原來膜層的光學厚度?！颈∧す鈱W5PPT中P25-42】18. 紅外寬帶減反膜的具體設(shè)計方法。19. 單層膜的反射率計算：【一般不會超過50%】高反射率膜堆G/H（L/H）S /A 應(yīng)具有的特點？

5、（1）高低折射率層交替，介質(zhì)膜系兩邊的最外層為高折射率層。（2）介質(zhì)層每層的厚度均為0/420. 如何提高高反射率膜堆的反射率？nH /n1越大，或?qū)訑?shù)（2S+1）越多反射率越高。21. 典型的0/4高反射介質(zhì)膜堆特點：四點。(1)存在一個高反射帶；(2)膜層數(shù)越多，反射率穩(wěn)步提高；(3)高反射帶的（波數(shù)）寬度2g是有限的，隨著層數(shù)的增加，寬度2g并不改變；（4）在高反射帶的兩邊，反射率陡然降為曉得振蕩著的數(shù)值，隨著層數(shù)的增加，獎增大反射帶內(nèi)的反射率以及帶外的振蕩數(shù)目。22. 展寬高反射帶寬的方法？兩點。23. 區(qū)分介質(zhì)高反射膜與金屬高反射膜，各自的優(yōu)缺點介質(zhì)高反射膜：優(yōu)點：吸收幾乎為零；反射

6、率接近100%。缺點：價格昂貴、結(jié)構(gòu)復雜金屬高反射膜：優(yōu)點：廉價、結(jié)構(gòu)簡單。具有一下特點：1、高反射波段寬，幾乎可以覆蓋全部光頻范圍；2、不同金屬膜層與基底附著能力差別較大，如Al、Cr、Ni與玻璃附著牢固，Au、Ag與玻璃附著能力很差；3、化學穩(wěn)定性差，易被環(huán)境氣體腐蝕；4、膜層軟，易劃傷。24. 在金屬高反射膜中引入介質(zhì)膜為何能夠改善金屬高反射膜的機械性能？（1）改善金屬與基底的附著力，如；（2）高硬度透明膜對金屬層起到保護作用（3）提高金屬層得反射率。25. 分光膜可以分為分束膜和分色膜；分色膜是按顏色（波長）不同進行分光；分束膜是把一束光按比例分成光譜成分相同的兩束光，在一定的波長區(qū)域

7、內(nèi)，如可見區(qū)內(nèi)，對各波長具有相同的透射率、反射率比例，因而反射光和透射光不具有顏色，并呈中性。26. 中性分束鏡可分成介質(zhì)中性分光鏡、偏振中性分束棱鏡和金屬中性分光鏡。27. 介質(zhì)中性分光鏡結(jié)構(gòu)：周期性多層介質(zhì)膜系(LH)S。（較高反膜相比：層數(shù)少，反射率滴（50%）28. 介質(zhì)中性分光鏡特點：3點。（1）因為無吸收，分光效率高；（2）偏振效應(yīng)明顯；（3）分光特性色散明顯。29. 如何改善分束鏡分光曲線的平坦程度或者說色中性？3點。（1）可通過2H、2L、甚至2M提高分光曲線的平坦程度（色中性）；（2）將膜系中的H層換成中等折射率的M膜層；（3）整體調(diào)整H、L膜層材料，改變nH與nL比值或通過

8、改變膜厚來改變nH與nL比值。30. 偏振中性分束棱鏡工作原理？偏振中性分束棱鏡工作前提條件？哪種金屬分光鏡在較寬的光譜范圍內(nèi)中性較好，且機械性能與化學性能都非常好？鎳鉻合金（80Ni-20Cr）在較寬的光譜范圍內(nèi)中性較好，且機械性能與化學性能都非常好31. 截止濾光片：要求某一波長范圍的光束高效透射而偏離這一波長的光束驟然變化為高反射(或稱抑制)。長波通濾光片：抑制短波區(qū)、透射長波區(qū)的濾光片；短波通濾光片：抑制長波區(qū)、透射短波區(qū)的濾光片32. 截止濾光片分為吸收型、薄膜干涉型和吸收與干涉組合型。33. 列舉吸收型截止濾光片，介紹其特點（優(yōu)缺點）優(yōu)點：材料來源廣泛，如顏色玻璃、晶體、燒結(jié)多孔明

9、膠無機和有機液體以及吸收薄膜；使用簡單，對入射角不敏感；造價便宜或適中。缺點：截止波長不能隨便移動。吸收型紅外截止濾光片，增強綠光,增加色彩平衡,加強近紅外線阻隔濾光片，適合于帶有切換盒的彩色+黑白攝像機,高速公路監(jiān)控,車牌識別攝像機和野外測控.抗干擾強,拍攝清晰.34. 衡量干涉截止濾光片的重要指標？（1） 透射曲線開始上升（或下降）時的波長以及此曲線上升（或下降）的許可斜率（2） 高透射帶的光譜寬度、 平均透射率以及在此透射帶內(nèi)許可的最小透射率（3） 具有低透射率的反射帶（抑制帶）的光譜寬度以及在此范圍內(nèi)所許可的最大透射率。35. 干涉截止濾光片壓縮通帶波紋的方法？36. L/2HL/2適

10、合短波通，H/2LH/2適合長波通37. 列舉截止濾光片的應(yīng)用：1、彩色分光膜；2、反熱鏡和冷光鏡；3、紅外截止濾光片（CCD系統(tǒng)）。38. 反熱鏡：短波通濾光片，即抑制紅外光，透射可見光冷光鏡：長波通濾光片，即透射近紅外光，反射可見光39. 列舉常用的物理氣相沉積（PVD）技術(shù)。熱蒸發(fā)；濺射；離子鍍；離子輔助鍍技術(shù)40. 真空鍍膜系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？物理氣相沉積的過程中為何需要高真空系統(tǒng)？真空系統(tǒng)；熱蒸發(fā)系統(tǒng)；膜厚控制系統(tǒng)。大氣PVD存在的問題：常溫常壓下，分子密度：1.28*10-3g/cm3,即氣體分子個數(shù)2.08*1022個/g，氣體分子間距離3.34*10-6mm，氣體分子的空間密度2.68*1016個/mm3。導致：空氣中活性氣體分子與膜層、膜料、