薄膜科学与光学薄膜..ppt

光学薄膜与薄膜科学 薄膜科学与光学薄膜 薄膜科学 光学薄膜的基本特性 常用的光学薄膜 光学系统中高性能薄膜 光与光学薄膜的相互作用 薄膜科学-光学薄膜与薄膜科学 薄膜是一种重要的材料形态,其基本性质是影响各类薄膜具体性质的基本要素,其基本技术对各类薄膜是通用的. 光学薄膜是研究薄膜的光学性质及其在相关领域内应用的一门学科 光学薄膜作为一类光学元器件是”光学系统”的重要组成部分 大薄膜科学观-把光学薄膜作为薄膜科学的 一个特例来研究.把基本特性/具体特性贯穿起来,融合起来.个别-一般/一般-个别,协同发展 薄膜科学-多学科/综合性 薄膜基底 材料学 物质结构 表面科学 制造/加工 热力学 薄膜材料 材料学 化学 加工 物质结构 薄膜设计 计算科学 数学 仿真学 制备技术 机械 电子 光学 真空科学 化学 物理 流体力学自动控制 计算机 薄膜生长 热力学 流体力学 分子动力学 物理 化学 物质结构 表面科学 薄膜测试 现代科学 薄膜应用 千变万化 薄膜科学-基本特性 低维特性-厚度从亚纳米(原子层)-数十微米,远小于长度和宽度 通过厚度的调制实现变化无穷的特殊性质 多维的微结构其结构尺寸是纳米或微米级的 薄膜科学-一般特性 结构特性 结晶 单晶 多晶 非晶 混晶 雕塑 不完整性 缺陷 空隙 晶界 表面 形貌 面型 微观起伏 麻点/划痕 薄膜科学-一般特性 物理性质 致密性/密度 力学性质及参量 机械强度 电学性质 磁学性质 半导体性质 热物性质 薄膜科学-一般特性 化学性质 化学稳定性 吸附/键合 催化/净化 抗酸/抗碱/水化/水解 分解/化合/偏析 薄膜科学-一般特性 薄膜组分 单质/化合物-单元/二元/多元 混合物/合金/固融体 杂质/掺杂 有机/无机/复合 金属/非金属/半导体 组分嵌合/结构嵌合 表面组分偏析 薄膜科学-一般性质 光学性质 折射率/消光系数 吸收/散射 激发/发射 辐射/发光 光致转换效应 -光/电 光/热 光/声 光/伏 光/生 光调制 电光 声光 磁光 热光 非线性 非线性光学常数 倍频/差频/和频/混频 拉曼散射/布里渊散射 自聚焦 薄膜科学-薄膜分类 应用 光学薄膜/电学薄膜/半导体薄膜/磁学薄膜 制备 物理薄膜/化学薄膜/自组装薄膜/雕塑薄膜 结构 单晶薄膜/多晶薄膜/非晶薄膜/混合薄膜/纳米薄膜/ 结构薄膜 材料 有机/无机 金属/电介质 单质/化合物 合金/混合物/复合 光学薄膜-基本特性及应用 基本特性 厚度在光波长量级，通过光的干涉展现其光学性能 功能及应用领域 有光就有膜.是光学/光电子学领域的重要元件和单元技术 控制和调制光束，实现反光，透光，折光，消光，分光，调光等多种功能； 用于光学，光子学，光电子学及其它科学技术，工农业生产，第三产业等各个领域 与其它结构形态组成新的光学元件或光学薄膜元件 光学薄膜与光子晶体 一般的光学薄膜是典型的一维光子晶体和典型的纳米光学材料和纳米光学器件 一般光子晶体是光学薄膜在维度上上的拓宽 光学薄膜和光子晶体的理论基础是相通的. 前者偏重于光谱特性的研究;后者从与电子的对比出发,侧重于光子的能带结构. 光学薄膜与纳米光学 光学薄膜本身具有纳米光学特性 不同的纳米结构材料可以看作薄膜膜层的特种结构,由它组成新型的多元薄膜态材料或光学薄膜元件 纳米光学的多维特性,可以看作光学薄膜在维度上的拓宽 光学薄膜-一般性质和要求 光度 反射率/透射率/分光比/损耗率:吸收/散射/剩余反射/剩余透射 色度 光谱性质/纹波性质/截止深度/起峰陡度 力学性质 应力/附着力/硬度/耐磨性 稳定性 化学/环境/时效 外观 麻点/划痕/节瘤/鼓包/光亮度 光学薄膜-主要类型 一般光学薄膜-常用光学薄膜 反射/减反射 干涉滤光/分光 偏振/消偏振 位相/群延迟 特种光学薄膜-特殊结构/特殊应用 雕塑 光栅/导模共振 纳米结构 自组装 极紫外/X射线 非线性 负折射 Rugate 双折射 功能光学薄膜-发光/调光/功能转换 太阳能 光存储 发光 变色 仿生 气敏/光敏/热敏 光学系统中常用的光学薄膜 反射膜 减反射膜 滤光片 截止滤光片 带通滤光片 偏振膜 消偏振膜 位相延迟膜 群延迟色散膜 反射膜 常规反射膜 介质反射膜 金属反射膜 金属＋介质反射膜 介质高反射膜 反射率随周期变化 介质高反射膜 反射膜带宽随高/低折射率比值变化 介质高反射膜 反射带展宽 介质高反射膜 反射带展宽 反射膜反射率、