薄膜光学知识点usefor学生.doc

薄膜光学： 整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。（托马斯 杨干涉实验） 列举常用的光学薄膜 镀膜镜片，牛顿环，滤光片、反射镜，ITO膜，幕墙玻璃，红外膜，DWDM、光纤薄膜器件，电致变色膜。 利用薄膜可以实现的功能 减少反射，提高透射率；提高反射率；提高信噪比；保护探测器不被激光破坏；重要票据的防伪等等。总之能列出多少光的用途就能列出多少光学薄膜的用途。 提高光学效率，减少杂光。如高效减反射膜，高反射膜。实现光束的调整和再分配。如分束膜，分色膜，偏振分光膜。通过波长的选择性提高系统信噪比。如窄带及带通滤光片、长波通、短波通滤光片。实现某些特定功能。如ITO透明导电膜，保护膜等。 一束入射角为的光入射到厚度为d1、折射率为n1的薄膜上产生的相位差为：；双光束强度为： 详细计算过程： 单层膜的多光束干涉计算：（薄膜光学2PPT中P26-29） 电磁场间的关系： 光学导纳： 光在两种材料界面上的反射： 掌握单层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT中P 15-21 单层膜的反射系数和反射率为： 掌握多层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT中P 26-29 【计算】偶数四分之一光学膜层的特征矩阵： 奇数四分之一光学膜层的特征矩阵： 计算多膜层（膜层厚度为四分之一波长的整数倍）的反射率。【计算题：薄膜光学3PPT中P35】 单层减反膜的设计方法：【薄膜光学3PPT中P37】 无论膜层是否有吸收，膜系的透射率与光的传播方向无关。 厚基片反射率和透射率的计算【薄膜光学3PPT中P52-54】 有些镀膜元件表面反射的光色彩与入射光颜色不同，主要原因在于在不同的波段元件表面对于光的反射不同。 单层λ0／4减反膜的优缺点？ 优点： 缺点：（1）剩余反射高（2）带宽小 双层λ0／4-λ0／4减反膜的优缺点？ 优点：在中心波长处增透效果好 缺点：λ0／4-λ0／4结构的V形减反膜只能在较窄的光谱范围内有效地减反射，即带宽较小。因此仅适宜于工作波段窄的系统中使用。 λ0／4- λ0／2型双层增透膜的优缺点？ λ0／4- λ0／2型双层增透膜在中心波长λ0 两侧可望有两个反射率极小值，反射率曲线呈W型，所以也罢这种双层增透膜称为W型膜。 在一定程度上展宽了带宽但是总体的减反效果不理想，在中心波长处得反射率和单层膜相同。 λ0/4-λ0/2-λ0/4型增透膜的优点？不仅提高了增透效果，而且展宽了带宽。 λ0/4-λ0/2-λ0/4型增透膜: G/M2HL/A的设计。当其中有一膜层材料实际不存在时，应可用奇数层高低交替的材料来替代xL/yH/xL或xH/yL/xH，该替代多层光学厚度之和必须等于原来膜层的光学厚度。【薄膜光学5PPT中P25-42】 红外宽带减反膜的具体设计方法。 单层膜的反射率计算：【一般不会超过50%】 高反射率膜堆G/H（L/H）S /A 应具有的特点？ （1）高低折射率层交替，介质膜系两边的最外层为高折射率层。（2）介质层每层的厚度均为λ0/4 如何提高高反射率膜堆的反射率？ nH /n1越大，或层数（2S+1）越多反射率越高。 典型的λ0/4高反射介质特点： 区分介质高反射膜与金属高反射膜，各自的优缺点 介质高反射膜：优点：吸收几乎为零；反射率接近100%。缺点：价格昂贵、结构复杂 金属高反射膜：优点：廉价、结构简单。具有一下特点：1、高反射波段宽，几乎可以覆盖全部光频范围；2、不同金属膜层与基底附着能力差别较大，如Al、Cr、Ni与玻璃附着牢固，Au、Ag与玻璃附着能力很差；3、化学稳定性差，易被环境气体腐蚀；4、膜层软，易划伤。 在金属高反射膜改善金属高反射膜的机械性能；（2）高硬度透明膜对金属层起到保护作用（3）提高金属层得反射率。 分光膜可以分为分束膜和分色膜； 分色膜是按颜色（波长）不同进行分光； 分束膜是把一束光按比例分成光谱成分相同的两束光，在一定的波长区域内，如可见区内，对各波长具有相同的透射率、反射率比例，因而反射光和透射光不具有颜色，并呈中性。 中性分束镜可分成介质中性分光镜、偏振中性分束棱镜和金属中性分光镜。 介质中性分光镜结构：周期性多层介质膜系(LH)S。（较高反膜相比：层数少，反射率滴（~50%）） 介质中性分光镜特点：3点。（1）因为无吸收，分光效率高；（2）偏振效应明显；（3）分光特性色散明显。 如何改善分束镜分光曲线的平坦程度 与nL比值或通过改变膜厚来改变nH与nL比值。 偏振中性分束棱镜工作原理？ 偏振中性分束棱镜工作前提条件？ 哪种金属分光镜在较宽的光谱范围内中性较好，且机械性能与化学性能都非常好？ 镍）(或称抑制)。 长波通滤光片：抑制短波区、透射长波区的滤光片； 短波通滤光片：抑制长波区