光學(xué)薄膜及其應(yīng)用解析課件

薄膜原理與技術(shù)蔣玉蓉yrkitty@68913073-802膜原理與技術(shù)蔣玉蓉yrkitty@68參考書(shū)目1.唐晉發(fā)、顧培夫等，現(xiàn)代光學(xué)薄膜技術(shù)，浙江大學(xué)出版社，20062.盧進(jìn)軍、劉衛(wèi)國(guó)等，光學(xué)薄膜技術(shù)，電子工業(yè)出版社，20113.唐晉發(fā)、顧培夫,薄膜光學(xué)與技術(shù),機(jī)械工業(yè)出版社,19894.林永昌、盧維強(qiáng)，光學(xué)薄膜原理，國(guó)防工業(yè)出版社，19905.李正中，薄膜光學(xué)與鍍膜技術(shù)，臺(tái)灣藝軒圖書(shū)出版社，20016.顧培夫,薄膜技術(shù)，浙江大學(xué)出版社,19907.H.K.Pulker,CoatingsonGlass,Rlsevier19849.H.A.Macleod,ThinFilmOpticalFilters(2nd,3rded.),AdamHilger,Bristol,1986,2002參考書(shū)目1.唐晉發(fā)、顧培夫等，現(xiàn)代光學(xué)薄膜技術(shù)，浙江大學(xué)出版

圖像融合需要紅綠藍(lán)濾光片圖像融合需要紅綠藍(lán)濾光片光學(xué)薄膜及其應(yīng)用解析ppt課件鏡頭炫光下造成畫(huà)面的影響鏡頭前鍍膜減少炫光的產(chǎn)生,也強(qiáng)化了畫(huà)面的明亮度鏡頭炫光下造成畫(huà)面的影響鏡頭前鍍膜減少炫光的產(chǎn)生,也強(qiáng)化了防眩光吸收膜

有吸收的減反射薄膜LCD玻璃防眩光吸收膜有吸收的減反射薄膜LCD玻璃光學(xué)薄膜及其應(yīng)用解析ppt課件用高速電子流轟擊原子中的內(nèi)層電子而產(chǎn)生的電磁輻射遠(yuǎn)紅外線9～600mm0.15～0.01ev由熾熱物體、氣體中紅外線1.0nm～8mm1.2～0.15ev放電或其它光源激近紅外線0.7～1.0mm1.8～1.2ev發(fā)分子或原子等微可見(jiàn)光區(qū)0.4～0.7mm3.1～1.8ev觀客體所產(chǎn)生的電近紫外0.2～0.4mm6.2～3.1ev磁輻射遠(yuǎn)紫外0.03～0.2mm41.4～6.2ev

x射線0.1nm～0.03mm12000～42evγ射線1.0pm～0.1nm1.2E6～12000ev放射性原子衰變發(fā)出的電磁輻射或高能粒子碰撞產(chǎn)生的電磁輻射電磁波譜用高速電子流轟擊原子中的內(nèi)層電子而產(chǎn)生的電磁輻射遠(yuǎn)紅外線9～什么是光學(xué)薄膜Optical

thinfilms,Opticalcoatings,Opticallayers光學(xué)薄膜是在光學(xué)元件上或獨(dú)立基板上鍍上特定的膜質(zhì)來(lái)改變光波傳遞的特性。一課程介紹當(dāng)光在膜層中的干涉現(xiàn)象可被偵測(cè)到時(shí)，我們認(rèn)為這層膜是薄的。Q：薄膜有什么特點(diǎn)？Q：那么要薄到什么程度呢？光學(xué)薄膜由光的干涉作用達(dá)到效果什么是光學(xué)薄膜Opticalthinfilms,O薄膜光學(xué)原理應(yīng)用制作檢測(cè)薄膜原理與技術(shù)課程目的：薄膜光學(xué)原理應(yīng)用制作檢測(cè)薄膜原理與技術(shù)課程目的：折射率為1．52的玻璃敷有折射率為1.38的氟化鎂薄膜后，單面的反射損失可從4.2%減少到1．5%左右，例如7塊平板系統(tǒng)鍍膜后，在參考波長(zhǎng)上總的透射率可近似地估計(jì)為：

T＝(0．97)7＝80．7%．未鍍膜：T=(0.92)7=55.7%這比沒(méi)有經(jīng)過(guò)鍍膜處理的系統(tǒng)提高了約25％的透射能量折射率為1．52的玻璃敷有折射率為1.38的氟化鎂薄膜后，單

常用光學(xué)薄膜

單層MgF2增透膜

紅外增透膜1、增透膜2、反射膜3、分光膜常用光學(xué)薄膜光學(xué)薄膜在光學(xué)系統(tǒng)中的作用提高光學(xué)效率減少雜光

高反射鏡減反射鏡實(shí)現(xiàn)光束的調(diào)整或再分配

分光鏡分色鏡通過(guò)波長(zhǎng)的選擇性透過(guò)提高系統(tǒng)信噪比

截止濾光片

帶通濾光片光學(xué)薄膜在光學(xué)系統(tǒng)中的作用提高光學(xué)效率減少雜光高反射鏡高反射鏡金屬膜反射鏡金屬有高的反射率，吸收值大常用銀金鋁反光鏡，梳妝鏡介電質(zhì)膜高反射鏡吸收值小，有極高的反射率高功率反射鏡高銳度反射鏡只取反射光，盡量減少透射光高反射鏡金屬膜反射鏡金屬有高的反射率，吸收值大常用銀金鋁介電減反射鏡減少光學(xué)元器件表面的反射光，提高透射光減反膜的作用增加光學(xué)系統(tǒng)透過(guò)率減少雜散光提高象質(zhì)減反膜的應(yīng)用日常生活中運(yùn)用最為廣泛如眼鏡、顯示器、屏幕等等減反射鏡減少光學(xué)元器件表面的反射光，提高透射光減反膜的作用增雙色分光鏡原理圖偏振分光鏡原理圖SP中性分光鏡分光鏡中性分光鏡雙色分光鏡

偏振光分光鏡雙色分光鏡原理圖偏振分光鏡原理圖SP中性分光鏡分光鏡中性雙色在某波段不透光而相鄰的另一波段有很高的透射率的一種光學(xué)器件截止濾光片長(zhǎng)波通濾光片短波通濾光片實(shí)際應(yīng)用：冷光鏡、彩色分光膜等在某波段不透光而相鄰的另一波段有很高的透射率的一種光學(xué)器件截帶通濾光片指某波段域內(nèi)透射率很高而其兩旁透射率甚低的濾光片典型結(jié)構(gòu)：Fabry-Perot型濾光片Transmittance%實(shí)際應(yīng)用：光纖通訊行業(yè)，數(shù)碼，投影儀等帶通濾光片指某波段域內(nèi)透射率很高而其兩旁透射率甚低的濾光片典UsingOpticInfoBase

AdaptiveOptics

AtmosphericandOceanicOptics

AtomicandMolecularPhysics

CoherenceandStatisticalOptics

DiffractionandGratings

FiberOpticsandOpticalCommunications

FourierOpticsandSignalProcessing

Geometricoptics

Holography

ImagingSystems

Instrumentation,Measurement,andMetrology

IntegratedOptics

LaserMicrofabrication

LasersandLaserOptics

Materials

MedicalOpticsandBiotechnology

Metamaterials

Microscopy

NonlinearOptics

OpticalDesignandFabrication

OpticalDevices

OpticsatSurfaces

Optoelectronics

PhotonicCrystals

PhysicalOpticsQuantumOptics

RemoteSensing

Scattering

Sensors

SolarEnergy

Spectroscopy

ThinFilms

UltrafastOptics

TopicsinthisIssueAdaptiveOpticsMicroscopyTop4．二十世紀(jì)七十年代,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行膜系設(shè)計(jì)1．現(xiàn)象:薄膜現(xiàn)象及模仿應(yīng)用2．1873年麥克斯出版了巨著《論電與磁》奠定了分析薄膜光學(xué)問(wèn)題的全部理論基礎(chǔ)3．光學(xué)薄膜的快速發(fā)展，1930年油擴(kuò)散泵二薄膜光學(xué)發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀７．迄今已經(jīng)形成獨(dú)立的學(xué)科，成熟的技術(shù)，全自動(dòng)的工業(yè)化生產(chǎn)５．二十世紀(jì)八十年代，電子束蒸發(fā)技術(shù)的應(yīng)用６．二十世紀(jì)九十年代，離子鍍膜技術(shù)4．二十世紀(jì)七十年代,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行膜系設(shè)計(jì)1．現(xiàn)象:三光學(xué)薄膜的原理：干涉兩束光產(chǎn)生干涉的條件：頻率相同振動(dòng)方向一致位相相同或位相差恒定光學(xué)薄膜有改變電磁波的路徑的特性光學(xué)薄膜很薄時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干涉，當(dāng)光學(xué)薄膜很厚時(shí)就產(chǎn)生不了干涉當(dāng)我們把很薄的膜組合起來(lái)就有很多新的特性產(chǎn)生.三光學(xué)薄膜的原理：干涉兩束光產(chǎn)生干涉的條件：頻率相同振動(dòng)方薄膜的雙光束干涉薄膜的雙光束干涉如果先不考慮光在界面1、2上反射時(shí)的相位躍變，則當(dāng)光程差為時(shí)，將產(chǎn)生相長(zhǎng)干涉；而當(dāng)時(shí)，將產(chǎn)生相消干涉。如果先不考慮光在界面1、2上反射時(shí)的相位躍變，則當(dāng)光程差為時(shí)四薄膜光學(xué)的研究?jī)?nèi)容RT（1）光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)四薄膜光學(xué)的研究?jī)?nèi)容RT（1）光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)（2）薄膜光學(xué)研究的基本內(nèi)容：光在某種介質(zhì)層中的傳播規(guī)律：即反射率(R)、

透射率（T）、相位（ψ

）、吸收率（A）、偏振（P）等特性。（3）光學(xué)薄膜的基本分類（2）薄膜光學(xué)研究的基本內(nèi)容：光在某種介質(zhì)層中的傳播規(guī)律：即光學(xué)薄膜及其應(yīng)用解析ppt課件光學(xué)薄膜及其應(yīng)用解析ppt課件五光學(xué)薄膜的應(yīng)用光學(xué)薄膜在光學(xué)系統(tǒng)中的作用：提高光學(xué)效率、減少雜光。如高效減反射膜、高反射膜。實(shí)現(xiàn)光束的調(diào)整或再分配。如分束膜、分色膜、偏振分光膜就是根據(jù)不同需要進(jìn)行能量再分配的光學(xué)元件。通過(guò)波長(zhǎng)的選擇性透過(guò)提高系統(tǒng)信噪比。如窄帶及帶通濾光片、長(zhǎng)波通、短波通濾光片。實(shí)現(xiàn)某些特定功能。如ITO透明導(dǎo)電膜、保護(hù)膜等五光學(xué)薄膜的應(yīng)用光學(xué)薄膜在光學(xué)系統(tǒng)中的作用：提高光學(xué)效率、與鍍膜技術(shù)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鍍膜眼鏡幕墻玻璃濾光片ITO膜車燈、冷光鏡、舞臺(tái)燈光濾光片光通信領(lǐng)域：DWDM、光纖薄膜器件紅外膜投影顯示與鍍膜技術(shù)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鍍膜眼鏡光學(xué)薄膜在液晶投影顯示中的應(yīng)用光學(xué)薄膜在液晶投影顯示中的應(yīng)用光學(xué)薄膜在液晶投影顯示中的應(yīng)用高效率的減反射膜與高反射膜冷光鏡及紅外、紫外截止濾光片

偏振光轉(zhuǎn)換用膜分色與合色光學(xué)薄膜

液晶投影顯示系統(tǒng)中，幾乎所有的典型的光學(xué)薄膜都得到了應(yīng)用。光學(xué)薄膜在液晶投影顯示中的應(yīng)用高效率的減反射膜與高反射膜冷光光學(xué)薄膜在投影機(jī)上的各種應(yīng)用減反膜，偏振分光膜高射反膜減反膜，分色膜，截止帶通濾光膜光學(xué)薄膜在投影機(jī)上的各種應(yīng)用減反膜，偏振分光膜高射反膜減反膜

冷反光鏡:燈泡、液晶板、薄膜偏振片、位相片隔熱等偏振片:PCS、預(yù)偏和偏振器,特別是寬角寬波段PBS截止濾光片:白光分成R,G,B或合成彩色圖像；修飾顏色；色輪等ARCoatings:各種透光元件,在TIR棱鏡中的寬角AR膜反射鏡:各種反射元件,在光管中的大角度反射鏡消偏振膜:在Philips棱鏡中的消偏振分色合色截止濾光片位相膜:

補(bǔ)償液晶板不同波長(zhǎng)的相位差，提高對(duì)比度

薄膜在投影顯示中的應(yīng)用

薄膜在投影顯示中的應(yīng)用DWDMfilter工作原理光學(xué)薄膜在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用以光通信中DWDMfilter為代表的光學(xué)薄膜應(yīng)用是目前光學(xué)薄膜技術(shù)最高水平的代表。DWDMfilter主要技術(shù)指標(biāo)中心波長(zhǎng)：1550nm;帶寬4nm(100GHz)溫漂：0.1nm/1000C插入損耗：0.2db透過(guò)率約為95%隔離度高DWDMfilter工作原理光學(xué)薄膜在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用以DWDMfilter制作關(guān)鍵技術(shù)的解決例如：解決無(wú)溫漂、基板測(cè)溫、低損耗基底材料、鍍膜材料溫度監(jiān)控：熱像儀、激光測(cè)溫工藝手段德國(guó)Leybold：APS源、電子槍日本Optorun：電子槍+離子輔助美國(guó)Ion-tech：離子束濺射DWDMfilter制作關(guān)鍵技術(shù)的解決例如：解決無(wú)溫漂、眼鏡鏡片：·鏡片材料主要是氧化物如二氧化硅，氧化鎂，氧化鋅，氧化鋁，氧化鈉，氧化鉀等等?！V光學(xué)白片添加少量的氧化鈦或氧化鈰等吸收紫外線，最普遍防紫外線優(yōu)質(zhì)白色鏡片·光學(xué)玻璃成分中添加鹵化銀等化合物使鏡片在紫外線照射下分解成銀河鹵素原子，顏色由淺變深?！び猩ＡхR片主要是鍍了不同的氧化物產(chǎn)生顏色起到一定的作用，如添加氧化錳，氧化鐵，氧化鎳等著茶色作太陽(yáng)鏡防眩光。眼鏡鏡片：太陽(yáng)能電池·裸硅表面的反射率在30%以上·將電池表面腐蝕成絨面或者多孔狀(增加光與半導(dǎo)體表面作用的次數(shù),同時(shí)會(huì)使電池溫度升高)·鍍上減反射膜(SiO2/SnO2/TiO2/SiNx/SiCx等)太陽(yáng)能電池ITO鍍膜·氧化銦錫（即IndiumTinOxide,簡(jiǎn)稱ITO）材料是一種n型半導(dǎo)體材料，在In2O3摻入SnO2.·具有高的導(dǎo)電率、高的可見(jiàn)光透過(guò)率、高的機(jī)械硬度和化學(xué)穩(wěn)定性·液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）、電致發(fā)光顯示器（EL/OLED）、觸摸屏（TouchPanel）、太陽(yáng)能電池以及其它電子儀表的透明電極最常用的材料。ITO鍍膜帶有ITO薄膜層控制液晶的運(yùn)動(dòng)帶有ITO薄膜層控制液晶的運(yùn)動(dòng)鍍膜玻璃E值：輻射率。輻射率是指透過(guò)玻璃的遠(yuǎn)紅外線與入射遠(yuǎn)紅外線之比。輻射率越小，通過(guò)膜層反射回去的熱量越多，隔熱效果越好。K值（U值）：是指在穩(wěn)定傳熱條件下，玻璃兩側(cè)空氣溫度差為1℃時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)1平方米中空玻璃的傳熱量，以W/m2表示。K值越低，說(shuō)明中空玻璃的保溫隔熱性能越好，節(jié)能效果越顯著。G值：G值是太陽(yáng)能獲得值（遮蔭系數(shù)）。它是用來(lái)衡量太陽(yáng)能總透過(guò)率的量。南方地區(qū)要求G值越低越好，北方地區(qū)要求G值越高越好。參數(shù)解釋：鍍膜玻璃E值：輻射率。輻射率是指透過(guò)玻璃的遠(yuǎn)紅外線與入射遠(yuǎn)紅陽(yáng)光控制膜

CrNx/NiCrNx

Si3N4

SnO2GLASS特點(diǎn)：1、造價(jià)高，抗磨損；2、顏色：銀白色、藍(lán)色、金色和棕色；3、透光度：8-20%；4、g值：0.2-0.3。

TiO2CrNx/NiCrNx

Si3N4GLASS

Si3N4特點(diǎn)：1、造價(jià)高，抗磨損；2、顏色：銀白色、灰色、藍(lán)色、綠色和棕色；3、透光度：8-40%；4、可鋼化，且顏色不會(huì)變化。歐洲市場(chǎng)流行的膜系可熱處理的膜系陽(yáng)光控制膜CrNx/NiCr標(biāo)準(zhǔn)Low-E膜

ZnO

Ag

TiO2GLASS

NiCrOx

Si3N4特點(diǎn)：1、透光度：83%；2、E值：＜0.06；3