18薄膜光学思考题及习题.ppt

1、列举一下你所知道的几种薄膜。 答：肥皂泡、水面上的油膜、镀膜镜片、滤光片、梳妆镜镜面等;4、写出麦克斯韦微分方程组和物质方程组;6、什么是介质的折射率？;答：坡印廷矢量又称为能流密度矢量，其表达式为： 它的大小表示电磁波所传递的能流密度，它的方向代表能量流动的方向或电磁波传播的方向。 ;11、写出菲涅耳公式的三种形式？ 答：最基本的形式是;利用折射定律，Fresnel公式有如下的形式： ;得Fresnel公式的另外一种形式：;13、一束光从折射率为n1的介质垂直入射到折射率为n2的另外的介质上，问此时的反射损失是多少？ ;15、写出基片与单层薄膜组合的特征矩阵;19、一块玻璃的折射率为1.5，在其表面镀制一层折射率为1.38的薄膜，要达到让552nm的光入射时损失最小，那么要多厚的膜才能达到目标？(即膜层的几何厚度为多少？) 答：此时的膜层光学厚度要达到四分之一波长才能达到要求，则几何厚度为：d=λ0/(4n)=552/(4×1.38)=100nm。;20题解答(续1)：因为是垂直入射，所以各层膜的等效折射率分别为：ηi=ni(i=1、2、3、g)； ;(20题解答(续2))∴在玻璃第一表面有6.07%的损失，93.93%的能量透过，到了第二表面，因为 又有4%的损失，透过96%； 所以总的透过率为0.9393×0.96=90.17%， 而总的反射损失则为9.87%;23、什么是增透膜(或减反膜) 答：涂敷在某一界面上使该界面固有反射率降低，透射率增大的膜层 24、对于单层膜来说，要使某一波长的反射率为零，膜的折射率n1与入射介质、基片的折射率n0、ng的关系是什么？此时单层膜的反射率是多少？;27、使用减反膜的时候需要注意什么？;28、列出V型、W型双层膜的膜系结构，写出它们的特征矩阵;29、一般来讲，分光膜可分为分束膜(也叫分光镜)和分色膜，后者是按颜色(波长)不同进行分光，那么分束膜的功能是什么呢？ 答：分束膜(分光镜)的功能是把一束光分按比例分成光谱成分相同的两束光， 也就是说，它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，呈色中性。 30、有哪几种金属可用作分光膜？ 答：银、金、铝、铬、铑、铂等 31、金属分光镜有哪些优缺点 优点：中性好，光谱范围宽、偏振效应小、制作简单 缺点：吸收大；分光效率低下；激光阈值低;32、试阐述偏振分束膜的原理？ 答：折射率不同的两个介质的分界面，当入射角为布儒斯特角时，p光反射率为0，全部透射，而s光部分反射，部分透射。 为了增加s光的反射率，将两种材料交替沉积形成多层膜，致使s光的透射率接近0，而这时p光的透射率保持为1，从能量角度来说，实现了50/50的分光，因为反射光是s光、透射光是p光，它们都是线偏振光。;36、全介质反射膜的反射带宽是多少？;37、将折射率为2.35的硫化锌和折射率为1.38的氟化镁交替敷镀在折射率为1.52的玻璃上，以期提高玻璃的反射率，请写出这种膜系的结构；如果制膜时采用540nm的绿光监控，问这种膜系的反射带宽是多少？什么范围内的光能被高反射？ 答：膜系结构为：Glass/(HL)sH(s为周期数，nH=2.35；nL=1.38)；;38、有些场合标准的全介质反射膜的反射带宽是不够用的。为了展宽反射带，有哪些办法？ 答：一)、改变厚度薄膜，或者使膜厚按算术递增；或者使膜厚按几何递增； 二)、在一个1/4波长的多层膜上，再镀中心波长稍不同的一个多层膜系 三)3、中心波长不同的对称膜系——[(H/2)L(H/2)]m和[(L/2)H(L/2)]s的叠加 四)、??他形式的膜系叠加，如2:1膜系和常规膜系叠加;42、什么叫滤光片，有哪几类？ 答：涂敷在基片上使得一定范围内的波长的光具有很高的反射率，而其它波长的光具有一定的透射率的膜系称为滤光片。滤光片分为干涉截止滤光片、窄带、带通滤光片、金属滤光片、负滤光片等几类。;答：截止带的宽度用相对波数来表示为：;47、表征带通滤光片的应用特性的主要参数有哪些？;49、下列符号分别表示什么功能的光学薄膜？;48题解答： 1.减反膜 2.滤光膜 3 保护膜 4 内反射 5 外反射 6 高反膜 7 分束膜 8 分色膜 9 偏振膜 10 导电膜;50、真空镀膜机包含哪几大系统，它们的作用都是什么？ 答：真空镀膜机包含四大系统：1)、真空系统，用来形成需要的真空；2)、蒸发系统，用来将材料变成气态；3）、控制系统，用来控制准确的膜层厚度。