第章介質(zhì)膜系及其應(yīng)用

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目的和要求減反膜

高反膜

中性分束膜

截止濾光片

帶通濾光片

偏振分束膜

消偏振膜作用

應(yīng)用背景

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了解常用膜系的應(yīng)用背景、掌握其光學(xué)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，為以后發(fā)展打下基礎(chǔ)。目前一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)補(bǔ)充：光學(xué)膜系基本知識(shí)規(guī)整膜系：

非規(guī)整膜系：膜系分類設(shè)計(jì)波長(zhǎng)（參考波長(zhǎng)、中心波長(zhǎng)）各層膜的光學(xué)厚度為設(shè)計(jì)波長(zhǎng)四分之一的整數(shù)倍。有一層薄膜的光學(xué)厚度不是設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的四分之一整數(shù)倍。目前二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)一般可以表示為：G/xMyHzL/AS/xMyHzL/A膜系表示方法其中：

G代表基底，也可以用S表示基底H（L、M）代表高（低、中）折射率膜層A代表入射介質(zhì)（一般為空氣）x、y、z表示各層膜厚度為λ/4的倍數(shù)備注：當(dāng)x、y、z全為整數(shù)時(shí)則為規(guī)整膜系當(dāng)x、y、z之一為非整數(shù)時(shí)則為非規(guī)整膜系目前三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/M1.8HL/A膜系表示實(shí)例G/MH/A

G/2MH/A

G/M2HL/A

G/M1.8H/AG/1.8MHL/A非規(guī)整膜系

規(guī)整膜系

非規(guī)整膜系

規(guī)整膜系

非規(guī)整膜系

規(guī)整膜系

目前四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.1減反射膜（增透膜）

減反膜的作用：減少介質(zhì)間界面反射。一、作用和應(yīng)用背景(2)加劇光學(xué)系統(tǒng)的雜散光干擾，加大系統(tǒng)噪聲；一般情況下界面反射的危害：(1)引起光學(xué)系統(tǒng)的光能量損失;(3)在高功率激光系統(tǒng)中，界面反射可能引起反激光，損傷光學(xué)元件。目前五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)

色中性好：膜系的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線比較平坦。減反膜的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)透過(guò)率：透過(guò)率越大越好，或者反射率越小越好。應(yīng)用：為減少光能損耗，提高成像質(zhì)量，照相機(jī)、電視機(jī)、顯微鏡等等中的光學(xué)鏡頭都鍍減反膜。為盡量減弱反激光，高功率激光系統(tǒng)中的透射光學(xué)元件表面也鍍減反膜。目前六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)單層減反膜和多層減反膜分析：n0、n1越接近，表面反射率就越低。eg：對(duì)于從空氣入射介質(zhì)場(chǎng)合，n0＝1。n1＝1.44~1.92,R=3.25~10%（在可見和近紅外區(qū)）;在紅外區(qū)域（硅和鍺基底）,R>31%界面n0n1入射反射光垂直入射一光學(xué)界面二、常見的減反膜的結(jié)構(gòu)1、單一界面反射率目前七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)在入射界面上鍍一層低折射率（n0<nf

<

ns）的膜層減少反射率。界面n0ns入射反射分析：反射率為零的條件為典型的單層減反膜的R－曲線呈V型，存在一個(gè)谷底，在此波長(zhǎng)處具有最小反射率。2、單層減反射膜目前八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)單層減反膜理論上只能在一個(gè)波長(zhǎng)處實(shí)現(xiàn)零反射率所以色中性差，即反射率的波長(zhǎng)相關(guān)性強(qiáng),影響成像系統(tǒng)的色平衡）；實(shí)際上，滿足條件的光學(xué)玻璃并不存在，很難實(shí)現(xiàn)零反射，剩余反射率不理想(常用的薄膜最低折射率材料氟化鎂（1.38）)。單層減反膜的討論：目前九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)為改善單層減反膜的不足：色中性差以及很難實(shí)現(xiàn)零反射，提出雙層減反膜的設(shè)計(jì)。具體結(jié)構(gòu)有:1）雙層/4膜堆2）/2~/4膜堆3、雙層減反射膜1)雙層/4膜堆界面n0ns入射反射k為奇數(shù)k為偶數(shù)目前十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)GLA變成GHLA可以實(shí)現(xiàn)零反射，但不能克服色中性差的缺陷;

R－曲線呈V型，通帶越來(lái)越窄（和單層膜比較),適用與工作波段較窄的場(chǎng)合.G/HL/A1.52/1.7,1.38/1單層減反射膜G/L/A1.52/1.38/1G/L/A1.52/1.38/1目前十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G2HLA膜系：基質(zhì)/2膜層/4膜層空氣基質(zhì)n0ns入射反射/2膜層/4膜層膜系反射率為2)/2~/4膜堆n0λ/4n1

λ/2n2基板ns目前十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）反射率在參考波長(zhǎng)處與/2膜層光學(xué)參數(shù)無(wú)關(guān)，等價(jià)與一單層減反膜系；2）R－曲線呈W型，/2膜層在偏離參考波長(zhǎng)處影響膜系的反射率，在參考波長(zhǎng)兩側(cè)可望得到反射率的極小值。膜系特點(diǎn)：目前十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)在參考波長(zhǎng)處反射率較雙層/4膜堆高(2)該波長(zhǎng)兩側(cè)R－曲線較平坦，色中性較好兩種膜系比較G/HL/A1.52/1.7,1.38/1G/2HL/A目前十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前大多采用的三層膜結(jié)構(gòu)為GM2HLA，更多層的膜系大多是以此為雛形發(fā)展而來(lái)的。(1)能提高參考波長(zhǎng)處的反射率但色中性差(雙層/4膜堆)(2)改善膜系的色中性但無(wú)法改善膜系中心波長(zhǎng)反射率。(/2~/4膜堆)多層減反膜系4、多層減反射膜多層減反膜系結(jié)構(gòu)雙層減反膜缺點(diǎn)：目前十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)基質(zhì)n0ns入射反射/4膜層,nM/2膜層,nH/4膜層,nL組成:基質(zhì)折射率ns，中等折射率nM

的/4膜層，高折射率nH的/2膜層,折射率nL的/4膜層，空氣折射率n0GM2HLA母膜系特性目前十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)基質(zhì)n0ns入射反射/4膜層,nM/2膜層,nH/4膜層,nL/2膜層等效界面1等效界面2nHr1,R1,Y1r2,R2,Y2

選定中間層，外層膜與入射介質(zhì)及內(nèi)層膜與基底等效為兩個(gè)界面;其振幅反射系數(shù)和反射率分別為r1,r2及R1，R2處理方法目前十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)=m時(shí)(m為整數(shù))→sin=0→T=Tmax=T0(2)R1＝R2時(shí)，T0＝1。(3)如F<<1和T0＝1→

T＝在1~(1－F)之間。(4)當(dāng)T0≠1，R

min=1－T0,R

max=1－T0/(1＋F)。注：λ0中心波長(zhǎng)，λ計(jì)算波長(zhǎng)分析對(duì)于GM2HLA膜系，F(xiàn)盡可能小，而且盡量R1＝R2。不過(guò)R1、R2只有在少數(shù)幾個(gè)分離的波長(zhǎng)上才能重合。目前十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)例題1三層增透膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：求在參考波長(zhǎng)處的反射率和透過(guò)率。

上等效界面：空氣+/4膜層(n1)組成，/2膜層(n2)相當(dāng)于基底第一步：以中間/2膜層為選定層，求其上下兩個(gè)表面的等效反射率。下等效界面：基底+/4膜層(n3)組成，/2膜層(n2)相當(dāng)于基底目前十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)求上等效界面的等效反射率R1：同樣下等效界面的等效反射率R2為折射率為n1的/4膜層的特征矩陣目前二十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)第二步：求以上下兩表面反射率分別為R1、R2的/2膜層等價(jià)透過(guò)率：目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)當(dāng)波長(zhǎng)偏離參考波長(zhǎng)時(shí)，R1和R2的值發(fā)生變化；如圖所示R1和R2與波長(zhǎng)的曲線無(wú)交點(diǎn)。整個(gè)膜系透過(guò)率T曲線呈V型。g(0/)0.70.80.91.01.11.21.31.02.03.0R(%)R1R2R注意目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)如果n3的折射率變?yōu)?.62,其它不變,則在參考波長(zhǎng)處R1值不變,R2值變?yōu)?.00733。g(0/)0.70.80.91.01.11.21.31.02.03.0R(%)R1R2R(1)在參考波長(zhǎng)兩側(cè)各出現(xiàn)一處R1＝R2，整個(gè)膜系在該兩處反射率為0，透過(guò)率最大（100%）。(2)反射率曲線呈W型。分析目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)通過(guò)調(diào)節(jié)間隔層的厚度(等價(jià)于調(diào)節(jié)等效相位厚)調(diào)節(jié)反射率最小的波長(zhǎng)位置；(2)改變第一層或第三層的厚度可以改變R1和R2對(duì)波長(zhǎng)曲線的水平相對(duì)位置(等價(jià)于調(diào)節(jié)等效相位厚1、2)，其結(jié)果是改變低反射光譜的寬度以及整個(gè)膜系的反射率；(3)利用不同的折射率n1、n3可改變R1和R2的相對(duì)大小。結(jié)論目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）以GM2HLA膜系為初始膜系，將目標(biāo)設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入膜系設(shè)計(jì)軟件，將膜層厚度和折射率作為可調(diào)整的變量，由計(jì)算軟件自動(dòng)給出優(yōu)化設(shè)計(jì)；簡(jiǎn)單，但經(jīng)常無(wú)法滿足要求。多層減反膜的設(shè)計(jì)2）以GM2HLA膜系為初始膜系，將目標(biāo)設(shè)計(jì)指標(biāo)輸入膜系設(shè)計(jì)軟件，將膜層的折射率作為固定值而將膜層的厚度作為可調(diào)整變量，同時(shí)允許計(jì)算機(jī)在三層結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足要求時(shí)增加膜層數(shù)（替代層），直至滿足要求為止?？赡軙?huì)出現(xiàn)層數(shù)很多，膜層很薄的現(xiàn)象。目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)等效定律任意一個(gè)周期性對(duì)稱膜系都存在一個(gè)單層膜與之等效。等效折射率就是基本周期的等效折射率；等效相位厚度等于基本周期的等效相位厚度的周期數(shù)倍。常用替代層：三層對(duì)稱ABA結(jié)構(gòu)目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)二個(gè)獨(dú)立方程五個(gè)參數(shù)（三個(gè)膜層厚度+兩個(gè)材料折射率）一般處理方式為1）先選材料，即膜層折射率nA、nB；2）根據(jù)方程求出膜層厚度。膜層特征矩陣等效目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）優(yōu)化出一個(gè)可以達(dá)到目標(biāo)的最少膜層的/4膜系結(jié)構(gòu)；2）用三層對(duì)稱膜系合成折射率不易實(shí)現(xiàn)的膜層；3）再次優(yōu)化膜層厚度，以補(bǔ)償合成所帶來(lái)的特性下降。寬帶減反膜的設(shè)計(jì)步驟：目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)高折射率基底的減反膜紅外光譜區(qū)常用紅外基底材料：硅（n=3.5）、鍺（n=4.0）、碲化鉛（n=5.5）、砷化鎵（n=3.3）、砷化銦、銻化銦等。常用增透膜材料：一氧化硅（8m及紅外第一和第二大氣窗口3~5和8~14

m）；硫化鋅（2~16

m）；以及氧化釔、氧化鈧等。紅外減反膜設(shè)計(jì)規(guī)則遙減法1）所用膜層厚度均為/4膜厚；2）規(guī)定各膜層折射率從基底材料折射率開始逐漸遞減排列；3）如果滿足條件目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)總結(jié)：1）掌握減反膜的作用及應(yīng)用；2）掌握減反膜結(jié)構(gòu)及其計(jì)算方法；3）了解減反膜設(shè)計(jì)的基本思路。就可在下列k個(gè)波長(zhǎng)處實(shí)現(xiàn)零反射。目前三十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.2高反射膜0反射鏡45反射鏡一、作用和應(yīng)用背景例如：反射鏡的作用改變光的傳輸方向。作用:增加介質(zhì)間界面反射，旨在減少損耗。應(yīng)用場(chǎng)合：所有需要改變光傳輸方向的地方均會(huì)用到。高反射膜分類：介質(zhì)高反射膜和金屬高反射膜。目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)二、介質(zhì)高反射膜介質(zhì)反射膜的特點(diǎn)：1）反射率高（~99.99%）2）性能穩(wěn)定3）不易受損傷4）對(duì)入射角敏感5）帶寬窄1）多元件復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)2）激光諧振腔3）高功率激光4）不要求寬帶的場(chǎng)合介質(zhì)反射膜應(yīng)用場(chǎng)合：介質(zhì)高反射膜指標(biāo)：反射率和帶寬(反射率越高越好、帶寬越寬越好)單層高反射膜多層高反射膜:周期膜系非周期膜系目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1、單層介質(zhì)高反射膜光學(xué)特性空氣n0膜層n1基質(zhì)ns當(dāng)薄膜膜層光學(xué)厚度為λ/4，光波垂直入射：目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)注意：n1>ns，膜層起增反作用。1)在低折射率的基底上沉積一層高折射率的薄膜，可以有效地提高反射率。2)但單層膜可實(shí)現(xiàn)的高反射率一般不會(huì)超過(guò)50%。Eg:ns=1.52n1=2.15n0n0目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2、周期性多層膜堆的光譜特性GH(LH)SA形式→G(HL)SHA形式表示方法：nHnL空氣n0基質(zhì)nsnLnHnHnLnH或者G/L(HL)S/A.形式→G/(LH)SL/A形式在基底G上鍍了2S+1層薄膜，其中包含S個(gè)LH雙層薄膜，且每層薄膜光學(xué)厚度均為λ/4。目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)以GH(LH)SA形式→G(HL)SHA形式為例分析：2S+1層薄膜等效光學(xué)導(dǎo)納：反射率：目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：理論上，nH/nL越大、膜層數(shù)（2S+1）越多→反射率越高。；相對(duì)波數(shù)注意：1）膜層數(shù)增加到一定數(shù)量時(shí)，反射率不再增加，這是由于材料吸收、散射等因素的影響。2）反射帶寬內(nèi)：膜層數(shù)增多，雖然反射率增加，帶寬不變；反射帶寬外，反射率隨波數(shù)出現(xiàn)明顯的振蕩。目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/(HL)4H/AG/(HL)８H/AG/(HL)16H/AG/(HL)32H/A目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)周期性膜堆(LH)s的高反射帶(位置)S個(gè)LH膜系的總特征矩陣為每個(gè)LH膜組合的特征矩陣為如果L=H=,則目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)重要結(jié)論的波長(zhǎng)λ位于高反射帶內(nèi)；高反射帶以g=1,3,5…為中心的一系列波數(shù)區(qū)間．

的波長(zhǎng)λ位于高透射帶內(nèi)；高透射帶以g=2,4,6…為中心的一系列波數(shù)區(qū)間．的波長(zhǎng)λ是高反射帶與高透射帶的拐點(diǎn)波長(zhǎng)，即：截止波長(zhǎng)．滿足目前四十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)H(LH)S周期性多層膜的光譜特性a.在波段，高透.高反帶相間周期出現(xiàn)；在波段，不再有高反帶出現(xiàn)。

——透、反射光譜是波數(shù)的周期函數(shù)b.高反帶中心波數(shù)為1，3，5,……;高透帶中心波數(shù)為2，4，6，.…..。目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)

周期性膜堆(LH)s的高反射帶（寬度）

分析：按照結(jié)論3：當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)是高反射帶與高透射帶的拐點(diǎn)波長(zhǎng)，即截止波長(zhǎng)設(shè)截止波長(zhǎng)為e，對(duì)應(yīng)的相位厚為e,則目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1)當(dāng)膜料一定的情況下，所有高反射帶的波數(shù)寬度相等；2)高反射帶波數(shù)寬度僅僅與構(gòu)成多層膜的折射率比有關(guān)，nH/nL越大，g就越大，高反射帶寬越寬。分析目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)3)波數(shù)g表示的高反射區(qū)：當(dāng)s層薄膜的厚度均為時(shí)，在g=1時(shí)，反射率最高復(fù)習(xí)：第一章中若一個(gè)膜系中k層膜的厚度均為各層膜的特征矩陣為

目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)等效光學(xué)導(dǎo)納均為：其反射率均相同

結(jié)論與g=1時(shí)反射率相同，且均取極大值g=2k時(shí)，反射率取極小值（透射率取極大值）目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)高反射率區(qū)間：1)用波數(shù)表示：1±Δg，3±Δg，5±Δg，…….（可以寫成統(tǒng)一的公式：(2k+1)±Δg）2)用波長(zhǎng)表示：按照

求出相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍分析：1)各個(gè)高反射帶寬具有相同的波數(shù)寬度（2Δg）2)波長(zhǎng)寬度不等。

，，

3)波數(shù)越大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)寬度越窄。λ目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)注意：1)

2)

只與

，但

還與中心波長(zhǎng)有關(guān)

G/(LH)S/A膜系高反帶中心波長(zhǎng)的反射率R由等效光學(xué)導(dǎo)納公式：

求出：反射率目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/(LH)S/A膜系與G/H(LH)S/A對(duì)比G/(LH)S/AG/H(LH)S/A說(shuō)明:由于工藝原因,實(shí)用的高反射膜系G/H(LH)S/A,其與G/(LH)S/A膜系有完全相同的通帶.高反射帶和帶寬,只是中心波長(zhǎng)處的反射率稍有差別.目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)非等厚周期膜系(增加帶寬)非等厚周期膜系出現(xiàn)反射帶的條件：即基本周期的各層薄膜的光學(xué)厚度之和是中心波長(zhǎng)的1\2整數(shù)倍，下標(biāo)i代表基本周期中第i層薄膜，λ是可能出現(xiàn)的反射帶的中心波長(zhǎng)。注意：但這個(gè)條件不是充分的。如果膜系滿足上述條件，但各個(gè)膜層的光學(xué)厚也是2的整數(shù)倍，那么各個(gè)膜層就變成虛設(shè)層，整個(gè)膜系都形同虛設(shè)。定律：任意周期性膜系都存在反射帶和透射帶。對(duì)于每個(gè)周期都有目前五十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)求2:1膜堆反射、透射的波長(zhǎng)位置。分析：含有m個(gè)雙層薄膜即周期數(shù)為m，周期內(nèi)雙層薄膜的厚度不相等：且出現(xiàn)反射帶的中心波長(zhǎng)必須滿足

如果周期內(nèi)的每一層膜光學(xué)厚度滿足時(shí)膜系為虛設(shè)層

目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）14波堆的高反帶對(duì)于g＝1,2,3…呈對(duì)稱的，而非等厚的周期膜系不一定具有對(duì)稱性。2）對(duì)于相同的折射率材料，14波堆的反射帶寬比任何非等厚的周期膜系的寬度大。等厚周期膜相對(duì)非等厚周期膜優(yōu)點(diǎn)3）對(duì)于給定的膜層數(shù)、折射率值以及給定的干涉級(jí)次，14波堆具有最高反射率。目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)高反射帶的展寬(解決帶寬不夠的問(wèn)題)高反射帶的波數(shù)寬度僅僅與構(gòu)成多層膜的折射率比關(guān)。Eg:可見區(qū)材料折射率1.35~2.6;紅外區(qū)材料折射率6。為了突破材料折射率對(duì)帶寬的限制，加寬反射帶寬，可以采用兩種方法：目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)使各膜系的光學(xué)厚度形成規(guī)則的遞增或遞減。其目的是使相當(dāng)寬的波段區(qū)域內(nèi)任何波長(zhǎng)光都具有足夠多的膜層，其光學(xué)厚度均十分接近/4，所以這些光有足夠高的反射率。（各膜層的厚度可以成等差數(shù)列也可以成等比數(shù)列設(shè)計(jì)）方法一：算術(shù)級(jí)數(shù)遞增(q層）：幾何級(jí)數(shù)遞增（q層）：目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)方法二：將兩個(gè)或多個(gè)中心波長(zhǎng)不同的/4多層膜堆聯(lián)合疊加使用。若每個(gè)膜堆都由奇數(shù)層組成，且最外層的折射率相同，那么疊加之后將在展寬了的高反射帶中心出現(xiàn)一透射峰。注意：目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)/2膜層等效界面1等效界面2nHr1,R1,Y1r2,R2,Y2HLAB為的整數(shù)倍時(shí),sin=0，透射率達(dá)到最大值(T0)。且R1＝R2時(shí)，T0＝1。在各自的中心波長(zhǎng)處均為，且δ=0，即中間層消失，則透過(guò)率恒等于1。將兩個(gè)多層膜疊加在一起，使其特征曲線在兩個(gè)監(jiān)控波長(zhǎng)的平均值處相交，則在平均波長(zhǎng)處始終存在一個(gè)透射率峰值。目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）在兩多層膜的中間加入一層厚度為/4平均波長(zhǎng)的低折射率介質(zhì)膜；2）兩個(gè)中心波長(zhǎng)不同的對(duì)稱周期膜堆的組合成單一膜堆。消透射峰方法：目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/0.9[H(LH)4]1.1[H(LH)4]/A目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/0.9[H(LH)4]L1.1[H(LH)4]/A目前六十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)傾斜入射的高反射帶全介質(zhì)高反膜系用于斜入射時(shí)，其反射特性改變（反射波段和反射率也有所變化）。反射特性改變兩個(gè)原因：1）斜入射導(dǎo)致光學(xué)厚度的改變；2）膜層的等效光學(xué)導(dǎo)納和入射光的偏振態(tài)有關(guān)。目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）S光和P光的反射帶寬不等。2）S光和P光的反射帶往短波方向移動(dòng)。3）S光的反射帶寬比P光的反射帶寬寬。目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)金屬反射膜的特點(diǎn)：金屬反射膜的常用材料：三、金屬高反射膜1）反射帶寬比較寬；2）對(duì)入射角不敏感；3）反射率比較低；4）容易受損傷。1）鋁膜；2）銀膜；3）金膜；4）銅膜。目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)鋁膜

從紫外到紅外都有較高的反射率(~88%)；牢固、穩(wěn)定（鋁膜表面在大氣中能生成一層薄的氧化鋁膜）。保護(hù)層材料：氟化鎂或氟化鋰（紫外），一氧化硅或氧化鋁（可見和紅外）目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)銀膜在可見光區(qū)和紅外區(qū)都具有高的反射率(95%)；光波在傾斜入射時(shí)引入的偏振效應(yīng)較小；與玻璃基片的黏附性很差，同時(shí)易受硫化物的影響而失去光著，故使用壽命較短。保護(hù)層材料：一氧化硅（抗潮氣）和氧化鋁組合目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)金膜在紅外區(qū)具有高的反射率(~95%)；與玻璃基片的黏附性差，常用鉻膜作為襯底。用離子束轟擊輔助可提高金膜和玻璃基質(zhì)的附著力度；強(qiáng)度和穩(wěn)定性都比銀膜好。不能擦洗。目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)在金屬高反膜表面鍍介質(zhì)膜，其作用為：四、金屬—介質(zhì)高反射膜1）對(duì)金屬膜層起到保護(hù)作用。在金屬層和基質(zhì)之間增加與金屬層和基質(zhì)之間都有較好附著能力的過(guò)渡層；在金屬膜層表面加鍍高硬度透明膜層。2）提高反射率，但減少了帶寬。在金屬膜層表面加鍍(LH)S膜堆(~99%)目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)金屬膜層折射率

則光垂直入射到金屬薄膜時(shí)，其反射率為：

在金屬薄膜層表面鍍上膜堆，此時(shí)反射率目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.3中性分束膜2.3.1金屬分束鏡介質(zhì)分束鏡2.3.3偏振分束鏡目前七十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)利用斜入射的偏振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光的中性分束1、中性分束鏡原理及定義原理：在一定的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，對(duì)各波長(zhǎng)具有相同的透過(guò)率、反射率比，因而反射光和透射光呈中性。中性分束：目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）在透明平板上鍍膜（平板分束鏡）2、常用中性分束鏡結(jié)構(gòu)常見兩種形式：2）把膜層鍍?cè)?5直角棱鏡斜面上，再膠合一個(gè)同樣形狀的棱鏡，構(gòu)成膠合立方體（棱鏡分束鏡）目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)平板分束片：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝調(diào)方便，但引入像散，膜層暴露在空氣中，易被腐蝕和損壞；兩種棱鏡的比較棱鏡分束器：不引入像散，膜層不暴露在空氣中，不易被腐蝕和損壞，對(duì)膜層材料的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性要求較低，結(jié)構(gòu)也稍復(fù)雜，偏振效應(yīng)比較明顯。應(yīng)用：常應(yīng)用在中低級(jí)光學(xué)裝置上應(yīng)用：常應(yīng)用于性能要求較高的光學(xué)系統(tǒng)目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)說(shuō)明：(1)平板分束鏡、棱鏡分束鏡能夠分束的原因均是因?yàn)殄兞艘粚颖∧ぁ?2)薄膜的要求：在一定波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，反射率幾乎不變，即反射透射比一定。常用中性分束鏡分類金屬分束鏡介質(zhì)分束鏡目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.3.1金屬分束鏡(1)色中性好，在很寬的光譜范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)以近似同樣的分束比工作。1、特點(diǎn)：(2)入射光的偏振態(tài)對(duì)分束比的影響沒(méi)有介質(zhì)膜中性分束器敏感。(3)吸收嚴(yán)重，吸收損耗接近三分之一。(4)使用時(shí)具有方向性。吸收膜分光鏡的透過(guò)率與入射光的方向無(wú)關(guān)，但反射率與入射光的方向有關(guān)。從空氣一側(cè)入射具有較高的反射率。注意：正確安裝，見圖3—50目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)最常用的是鎳鉻合金，其特點(diǎn)為在很寬的光譜范圍內(nèi)（0.24~5m）都能實(shí)現(xiàn)色中性分束?；瘜W(xué)性能和機(jī)械性能都很好。2、金屬分束鏡中金屬膜層材料：銀：在可見區(qū)吸收最小，但色中性較差，在光譜的藍(lán)色端反射率下降，化學(xué)性能和機(jī)械性能都不好，一般僅用在立方膠合棱鏡中。鉻：化學(xué)性能和機(jī)械性能都很好，色中性比較理想，在可見光區(qū)，長(zhǎng)波端的反射率比短波端高出10％。其它有鋁、鍺、鈾等。目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/Ag(5nm)/A目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/Cr(15nm)/A目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/Cr(16nm)Ni(6nm)/A目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)方法：吸收與周圍介質(zhì)有關(guān)，通過(guò)改變周圍介質(zhì)是吸收損失減小，eg：在鉻膜和基片之間插入一層4的硫化鋅膜3、金屬分束鏡吸收損耗改善目前八十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)G/Ag(5nm)/A目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)GlZnS-Ag-ZnSlA可見光的中性1：1分光，R+T~90%.厚度為：280，1.2，120目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)分光效率高（無(wú)吸收）(2)偏振效應(yīng)明顯(3)分光特性色散明顯。(1)單層膜系結(jié)構(gòu)2.3.2介質(zhì)分束鏡1、特點(diǎn)：2、膜系反射率在ng上鍍一層λ0/4的薄膜，在中心波長(zhǎng)處的反射率目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)p分量對(duì)s分量對(duì)自然光的反射率注意:單層介質(zhì)膜的反射率在可見區(qū)較低，達(dá)不到50％。目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)用周期性多層膜系(LH)s(2)多層介質(zhì)膜平板分束鏡：G/H/A；G|HLHL|A或者G|2LHLHL|A棱鏡分束鏡：G/HLH/G；G/HLHL/G；G/LHLHL/G目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)單層分光膜G/H/AG/TiO2/A

平板型介質(zhì)分束膜目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)多層分光膜G/HLHL/A入射角45度多層分光膜G/2LHLHL/A目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)a曲線膜系由兩層（HL），最大反射率為～46％；b曲線膜系比a曲線膜系多一層虛設(shè)層，呈M型結(jié)構(gòu)，最大反射率為～50％，中性特性比較好。分析：目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)棱鏡介質(zhì)分束膜從空氣|膜層|玻璃變?yōu)椴Ａ膜層|玻璃，單層膜反射率更低。需用多層膜結(jié)構(gòu)。基本的三層膜結(jié)構(gòu)：色中性比較差。最大反射率為～53％目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)基于λ0/4使膜系,使其在中心波長(zhǎng)處的反射率約50％(2)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高兩端光譜的反射率。曲線平滑，改變色中性問(wèn)題：怎樣才能得到中性程度好，且R/T=1的介質(zhì)膜分束鏡？方法：增加膜層數(shù)，逐步修改膜系，設(shè)計(jì)出特性良好地分束鏡設(shè)計(jì)步驟：目前九十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)S/HLHL2H/SS/HLHL/SS/2LHLHL/SS/LH(2/3)L1.5HL2H/S增加2H層可顯著改善色中性,而增加2L層效果不大。目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)利用斜入射時(shí)光的偏振效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)50/50的中性分光。即反射分量是S分量，透射分量是P分量(1)偏振中性分光膜只適應(yīng)于自然光和圓偏振光的中性分束；(2)偏振中性分光膜分出的兩束光，光強(qiáng)相等，但偏振狀態(tài)不同，是兩束振動(dòng)方向互相垂直的線偏振光。因此，也將其稱為偏振分光（束）膜。2.3.3偏振分束鏡原理說(shuō)明：目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)偏振中性分光膜—布儒斯特角原理Rp=0的條件：RsRpn1,n2界面反射率隨入射角的變化1.0R0.50θB0306090θ0所以有：又因?yàn)椋合ウ?,得Rp=0的入射角θ1=θBθB叫布儒斯特角或偏振角。增加S偏振光的反射率目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)于偏振中性分束棱鏡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：兩塊棱鏡＋布儒斯特角入射的膜層；膜層為布儒斯特角入射的(LH)S膜堆；透射光為P光，反射光為S光；分束比與入射光的偏振態(tài)有光。只有對(duì)于自然光和y圓偏振光，分束比才50/50.棱鏡介質(zhì)分束器和平板分束片：透射和反射光均有P光和S光，而偏振中性分束棱鏡透射光為P光，反射光為S光。目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.4干涉截止濾光片目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)截止濾光片某一波長(zhǎng)范圍的光束高透射，而偏離這一波長(zhǎng)的光束驟然變化為高反射（抑制）的波段選擇截止濾光片。吸收型薄膜干涉型吸收與干涉組合型分類:目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)利用多光束干涉原理，讓某一波長(zhǎng)范圍的光束高透，而讓偏離這一波長(zhǎng)區(qū)域的光束變?yōu)楦叻吹墓鈱W(xué)膜片。長(zhǎng)波通濾光片：透射長(zhǎng)波波段，濾掉短波波段。1、什么叫干涉截止濾光片：2、種類：2.4.1干涉濾光片概述短波通濾光片：透射短波波段，濾掉長(zhǎng)波波段。帶通濾光片：讓某窄光波段通過(guò)，濾掉此波段區(qū)以外的光束。目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)長(zhǎng)波通濾光片抑制短波波段，透射長(zhǎng)波波段目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)短波通濾光片抑制長(zhǎng)波波段，透射短波波段目前一百頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)帶通濾光片讓某窄光波段通過(guò)，濾掉此波段區(qū)以外的光束。目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)3、截止濾光片的特性參數(shù)截止波長(zhǎng)；高透射帶的光譜寬度，平均透射率，最小允許透射率；反射帶光譜寬度，平均反射率，最大允許透射率；過(guò)渡區(qū)曲線陡度/過(guò)渡區(qū)的波長(zhǎng)寬度。目前一百零二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)4、膜層特性介紹干涉截止濾光片的基本膜系類型是周期性多層膜系(LH)s。這類膜系的基本特征是一連串的高反帶間隔以一連串的高透帶。高反短波通長(zhǎng)波通目前一百零三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1）并不能實(shí)現(xiàn)以某一波長(zhǎng)為界，一側(cè)高透，另一側(cè)高反（沒(méi)有任何膜系能實(shí)現(xiàn)）。只是在某一有限的波段，實(shí)現(xiàn)以某一波長(zhǎng)為界實(shí)現(xiàn)一側(cè)高透，另一側(cè)高反。既要關(guān)心它的反射特性，又要注意它的透射特性。2）同一種周期性的膜堆(LH)s，也是既可以做短波通濾光片，也可以做長(zhǎng)波通濾光片。3）高反鏡、分束鏡都是利用它的反射帶，而濾光片是既用它的反射帶，又用它的透射帶。結(jié)論：目前一百零四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(LH)s干涉截止濾光膜系設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是消除和減小通帶波紋。目前一百零五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)改進(jìn)結(jié)構(gòu):在(LH)S的兩側(cè)各加一個(gè)膜層。

——干涉截止濾光片的基本膜系結(jié)構(gòu)：——通帶光學(xué)性能與(LH)S具有相同的高反射帶和高透射帶分布，而且，高反射帶的寬度也與(LH)S的相同。多層膜系(LH)S改造后成對(duì)稱膜系基本周期目前一百零六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)（1）對(duì)稱多層膜系的性能-等效特性等效定理：一個(gè)任意多層膜可等效于雙層膜；具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的多層膜可等效于一個(gè)單層膜。注：a“等效界面”——與任意多層膜組合導(dǎo)納相對(duì)應(yīng)。b“等效膜層”——不含基底的多層膜與有確定折射率和厚度的介質(zhì)膜相對(duì)應(yīng)。c“等效”是數(shù)學(xué)的，也是光學(xué)效果的。目前一百零七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)nsnFn0（2）單層膜的特征矩陣特征矩陣特點(diǎn)：1）對(duì)于無(wú)吸收介質(zhì)膜，m11＝m22均為實(shí)數(shù)；2）m12、m21均為純虛數(shù)；3）m11m22－

m12m21＝1目前一百零八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(3).對(duì)稱介質(zhì)膜系的特征矩陣以最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)(pqp)為例：目前一百零九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)膜系（pqp）的特征矩陣也存在下列特征：1）對(duì)于無(wú)吸收介質(zhì)膜，M11＝M22均為實(shí)數(shù)；2）M12、M21均為純虛數(shù)；3）M11M22－M12M21＝1。因此，膜系(pqp)在數(shù)學(xué)上與一個(gè)單層介質(zhì)膜等同目前一百一十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(4).等效折射率和等效位相厚度設(shè)：(pqp)的等效層的折射率為E，位相厚度為可得：

解得：由目前一百一十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(pqp)m的等效層的折射率為Em，位相厚度為目前一百一十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)結(jié)論性說(shuō)明：A.對(duì)稱周期性膜系(pqp)m的等效折射率和等效位相厚度與基本周期(pqp)的等效折射率和等效位相厚度的關(guān)系為：目前一百一十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)(5)通帶和截止帶的特性

以或?yàn)槔耗壳耙话僖皇捻?yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)截止帶：高反射帶a.阻帶出現(xiàn)在g=1，3，5，……為中心的波段；

b.阻帶寬度

c.阻帶內(nèi)：

d.過(guò)渡區(qū)的曲線陡度隨的增大，或周期數(shù)m的增加,而變陡。目前一百一十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)通帶：高透射帶a.通帶出現(xiàn)在g=2,4,6,……為中心的波段；b.通帶內(nèi)：其等效單層膜有：目前一百一十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)顯然，隨波長(zhǎng)的變化情況，將決定膜系通帶內(nèi)反射率隨波長(zhǎng)的變化特性。

目前一百一十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前一百一十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)設(shè)計(jì)波長(zhǎng)：550nm膜系適合于短波通濾光片膜系適合于長(zhǎng)波通濾光片目前一百一十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.4.2.通帶波紋的壓縮“波紋”—通帶內(nèi)的反射率極大值群。1.波紋產(chǎn)生原因：由于都是波長(zhǎng)的函數(shù)a.滿足波長(zhǎng)點(diǎn)將出現(xiàn)反射次峰b.反射次峰的大小為：目前一百二十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)次峰的高低取決于值趨近于的程度。顯然，反射次峰的出現(xiàn)，是由于位相耦合和折射率失配同時(shí)存在而造成的。當(dāng)時(shí)反射次峰的大小為：目前一百二十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2、壓縮波紋的方法選取適當(dāng)?shù)膶?duì)稱膜系，使得在透射帶內(nèi)的等效折射率等于基質(zhì)的折射率即使R1=R2，本質(zhì)是選膜層材料，要求基片表面的反射損耗要小，但對(duì)于不同的基底不一定有合適的膜層材料。改變基本周期的膜層厚度，使等效折射率更接近于預(yù)期值。同樣要求基片折射率要低，反射損耗小。這種方法可可見光可以，紅外區(qū)損耗大。在多層膜的每一側(cè)加鍍匹配層（/4層），使它與基質(zhì)以及入射介質(zhì)匹配。插入層相當(dāng)于多層膜界面的減反膜。目前一百二十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)方法三：n0E’EE”ns基本思想:由于單層膜只可能一個(gè)零反射點(diǎn)，故常用多層膜或相似的基本周期匹配。減反射膜目前一百二十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前一百二十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.4.3通帶的展寬和壓縮

方法：在不改變基本周期膜層總厚度的前提下，改變基本周期中膜層的厚度比。

例：1.的通帶出現(xiàn)在g=3,6,9,…，而高反帶在g=1,2,4,5,…的相鄰區(qū)間?！◣П粔嚎s。

2.只在g=1,5,9,…處有高反帶，其余全為通帶?！◣П徽箤挕Ｄ壳耙话俣屙?yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)T12345678gTg12345678Tg12345678目前一百二十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)1.分色鏡（彩色分光膜）三基色分色；消紅，消藍(lán)。2.寬帶通濾光片“短波通”+“長(zhǎng)波通”3.太陽(yáng)能利用A.熱鏡：對(duì)陽(yáng)光（0.35~3μm）高透過(guò)，對(duì)室溫輻射（3~50μm）高反射。B.太陽(yáng)屏：可見光0.4-0.75μm高透，熱輻射(大于0.75μm)高反。4.CCD攝像系統(tǒng)中的紅外截止濾光片——隔離紅外噪聲2.4.4截止濾光片的應(yīng)用目前一百二十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.5帶通濾光片目前一百二十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)帶通濾光片的特性參數(shù)

λ0——（峰值波長(zhǎng)）中心波長(zhǎng)Tmax——（峰值透射率）中心波長(zhǎng)的透射率2△λ——（通帶寬度）透射率為峰值透射率一半的波長(zhǎng)寬度2△λ/

λ0——相對(duì)寬度目前一百二十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)長(zhǎng)波通+短波通

這種結(jié)構(gòu)得到的光譜特性是：可以獲得較寬的截止帶和較深的截止度，但不容易獲得很窄的通帶，所以常用于獲得寬帶通濾光片。帶通濾光片的兩種結(jié)構(gòu)形式：F-P干涉濾光片光譜特性是：可以獲得很窄的通帶，但截止帶寬度通常也比較窄,截止度也不深，所以大多數(shù)情況下都需要配合使用截止濾光片來(lái)拓寬截止帶和增加截止深度。目前一百三十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.5.1F-P干涉儀和窄帶濾光片

1.F-P干涉儀由兩個(gè)反射率為R1，R2，間隔為d的反射板組成，透射光強(qiáng)的空間分布為：其中：目前一百三十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.全薄膜F-P干涉儀包括間隔層在內(nèi)的所有功能元件全部由薄膜組成。例:G(HL)82H(LH)8G.全薄膜F-P干涉儀與空氣間隔的F-P干涉儀的唯一區(qū)別:兩反射板之間的間隔層厚度與波長(zhǎng)同量級(jí),即：Nd～λ。目前一百三十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.5.2基本原理和特性參數(shù)

窄帶通干涉濾光片就是F-P干涉儀

1.最大透射率

窄帶通干涉濾光片的透射特性：

其中：

目前一百三十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)影響T0的因素：a.如果:吸收和散射均為零，而且R1=R2，那么T0=

1;b.如果：吸收和散射均為零，但是R1≠R2，那么T0≠

1;目前一百三十四頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)反射膜的不對(duì)稱性對(duì)峰值透射率的影響

如果：吸收和散射均為零，但是，R1≠R2如果△/R1足夠小，則可以只取展開式的前兩項(xiàng)，稍加整理即得：目前一百三十五頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)反射膜不對(duì)稱對(duì)法布里—珀珞濾光片峰值透射率的影響目前一百三十六頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)C.如果反射膜有吸收、散射損失，假定反射膜仍是完全對(duì)稱的，用R12、T12和A12分別表示兩反射膜的反射率、透射率以及吸收和散射損失。由于R12+T12+A12＝1，峰值透射率可以寫成：影響T0的因素：這說(shuō)明：反射膜的透射率愈低或吸收、散射愈大，則峰值透射率愈低．

目前一百三十七頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)A+S~0.5%,R~98.8%,Tmax~50%;這也足以說(shuō)明F—P濾光片對(duì)膜層的吸收、散射損失是極其敏感的。對(duì)于金屬—介質(zhì)法布里—珀珞濾光片，由于金屬反射膜的固有吸收，這種濾光片的峰值透射率不可能做得太高，一般以35—40％為宜．

A+S~1%,R~98.8%,Tmax~30%.目前一百三十八頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.通帶中心波長(zhǎng)λ0

---透射率極大值的位置注意：

a.m是以λ0\2為單位的間隔層厚度；

b.m也是該濾光片可產(chǎn)生的窄通帶的個(gè)數(shù)。目前一百三十九頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)3.通帶寬度2△λ顯然：

a.R1、

R2越高，通帶越窄；

b.提高m數(shù)（增加間隔層的厚度），通帶將變窄。但是，一般情況下m不大于4。目前一百四十頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.5.3不同膜系結(jié)構(gòu)的帶通濾光片1.“金屬--介質(zhì)”型G/Metal4LMetal/GG/Metal4LMetal/Aa.在通帶以外的長(zhǎng)波區(qū)無(wú)透射次峰;

b.通帶較寬;c.中心透過(guò)率較低;d.制造工藝簡(jiǎn)單。特點(diǎn):目前一百四十一頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)K9/Ag(2.3nm)MgF2(560nm)Ag(2.3nm)/A目前一百四十二頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)2.全“介質(zhì)單半波”型

G/(HL)m[k(2H)](LH)m/GG/(HL)mH[k(2L)]H(LH)m/G反射膜/半波間隔層/反射膜特點(diǎn):

a.A,S很小,R1,R2很高,∴

b.通帶波形近似為三角形;c.通帶兩側(cè)截止區(qū)很窄;d.制造工藝難度較大.目前一百四十三頁(yè)\總數(shù)一百六十頁(yè)\編于十二點(diǎn)全介質(zhì)濾光