现代光学薄膜制造技术讲义
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50于是我们将上面膜系的中心波长由800nm改为760nm使得650nm处t50在可见光区波纹太大第二步用传统的短波通膜系理论膜系改成g05lhl116l132hl132h066la0760nm共37这时膜系在650nm波长外t50在700nm至1200nm光被截止在可见光区的400nm630nm的通带区波纹有所改进第三步优化400nm630nm可见区的透过率设在上述波长tmin95tmax100优化后反射截止区不变在400nm630nm95为了今后工艺上的方便膜系中的05l光省略将36116l132hl132h066la优化得到一个36g131h1129l1079h1078h1034l101l099h101l39099hl099h101l101h103l101h116l13h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h066la这36层膜在400nm630nm95在650nm50在700nm1150nmuv膜设计要截止紫外300nm400nm的uv镜的设计要简单得多一般来说用标准的长波通膜系就可以得到比较好的结果
G|HLHLHLHLHLHLHLHLH |A
nH 为 Ta2O5 n≈2.05
n =1.45
L
在现在的计算程序中，考虑到了色散。λ 0＝350nm。
（2）上述膜系在可见光区有激烈的波动。透射光带有颜色。要
在可见光区得到一条平坦， T≥95%的曲线可用薄膜光学中的长波通膜 系，即将上述膜系改为：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H |A
3
是一个严重的缺点。 实验发现，用极值法生产单色滤光片时有很高的定位精度。但同 时我们却发现：在单色滤光片的次峰严重变形，偏离理论值，而这时 用石晶法监控的产品则其次峰要规矩得多。 用石晶控法生产的膜系，膜层的误差没有补偿和传递作用。因此 虽然它在单一波长处误差较大，但从宽波长范围来说，其整体误差较 小。 如果我们要制造一个超宽带的增透膜（450nm～1150nm） (1)如单一波长的光控制造，其产品会经常 出现废品，次品会增 多。 (2)用石英晶控法生产，成品率高是一种好的选择。 (3)如现有设备只有光控时，可使用变波长监控， 切断每层膜的误 差传递。会有比较好的制造效果。 c.膜系设计中的灵敏度误差 膜系制造中的误差，我们已经讲了两个（a）膜层厚度判定方法误 差： (b)膜层厚度补偿误差。现在我们来讲座膜系设计中的灵敏 度误差！ 应该说，对于给定的光谱曲线，我们可以设计很多种不同的 膜系来实现。现在的问题是哪种膜系设计好？哪种膜系设计差？ 我们必须进行膜系膜层误差分析，摒弃那些对制造误差有非常严 重要求的膜系，最后选取有高成品率有优良光学性能的膜系。为 此我们要做到：
0＝300nm
是 350nm 的 300/350=0.857
0＝350nm
来生产该膜系时，必须对它的光学膜厚
0＝
作 0.857 倍来修正。上述膜系中的后 17 层膜是中心波长为λ
250nm 的长波通膜系，因此如果用中心波长 350nm 作监控波长（中
心波长）时，需要在整个膜系前乘 250/350=0.714 倍。 从计算可知，它截止紫外 200nm～400nm，它在可见光的 450nm～
1． AR 膜设计
在这里我们用 Al 来设计减反膜 一般说来，Al 是一种反射材料，这是大家共知的。但只要 Al 足 够薄，并把它看成一种高折射率材料，于是我们再在外层镀上 SiO2 膜（L 层） ，我们就可以设计金属 Al 的减反膜，设计膜系为 G|ML|A 其中 M 为 Al，L 为 SiO2，SiO2 膜的中心波长暂取 550nm，Al 膜的 厚度暂定为 50nm。将这些数据输入计算机，让它显示这时的Ｔ和Ｒ， 啊 Al 膜太厚了，减薄 Al 膜的厚度至 1nm，得到一个很好的减反膜。 这时我们再调整 SiO2 膜的厚度。 我们得到了一个在可见光区很好的减 反膜。最后设计的膜系为
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膜机的主要问题是：生产膜系光学指标无重复性！而高档的精密光 学镀膜可以做到：生产的光学指标和理论值一致，几乎不要试制时 间。 现在国外的光电产品巨头在国内寻找光学镀膜生产厂商，不是 看你的试制样品，而是看你有什么样的光学镀膜机，是什么型号的 有多少台。即使是 AR 膜，现在亦都是这样要求。 如何保持镀膜过程中真空度不变？现在真空镀膜技术采用的方 法是：大抽速和加装针阀，使钟罩的漏气，基板和膜料的放气用大抽 速来补偿。即抽气系统只能维持真空度在要求值之上。真空度高了用 针形阀放气使真空室保持真空度不变。 保持蒸发速率不变要自动控制电子枪的电压和电流。 最难做到的是保持蒸发时成膜温度恒定：为此要采用两条措施： ①自动控制的下烘烤②精确测定基板的成膜温度， 如用热成像仪测定 基板成膜温度。 如用热偶测，显然有误差，测量热偶必须放在下方成膜面附近。 说有误差只是因为现在测量的是基板成膜面的幅射温度， 并非成膜面 温度。
3．离子辅助和磁控溅射技术
上世纪的七十年代发现了光学薄膜产品的红移现象，即光学薄
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膜元件在空气中使用。其波长会向长波漂移，八十年代揭示了光学薄 膜的填充密度＜1，是柱状固体加空隙的结果。它造成两个后果：① 在空气中波长漂移，光学性能不稳定；②牢固度差。 为解决此问题，形入了离子辅助技术。目前大量的生产实践证 明：APS 源（等离子辅助源）和 RF 源（射频离子源）是制造高品质 光学薄膜的不可少的设备。 它解决光学薄膜的稳定性和牢固度中起到 关键作用。 近十年来，光学薄膜制造正在从单一的真空蒸发成膜向多种成 膜技术变化。其中最显著的是发展了光学薄膜的磁控制溅射技术。 磁控溅射制造光学薄膜的优点是：①可大面积均匀制造②其填 充密度为 1，牢固度好，光学性能稳定是理想的光学膜。 问题是磁控溅射介质膜太慢，这几年的一个主要工作是如何提 高成膜速度，目前日本 RAS 的方法是： （从略）
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（1）在膜系设计中避免出现超薄膜层。一般来说，应避免在 膜系中出现几何厚度≤60Å 的膜层。这是因为超大型薄膜层的光 学常数会和正常薄膜的光学常数不同，即 n 起了变化。从而制造 值与理论值不同，引起误差。同时它的 T 值或 R 值都变化很小， 容易引起监控误差。 （2）在完成膜系设计后，应作膜层指示灵敏度分析，并对指示 灵敏度很低的膜层或更改设计或提高监控灵敏度，如将指示精度从 0.1%提高到 0.01%， 甚至 0.001%,或改变监控方法。 或改变监控波长， 或更换监控片。 灵敏度指示很低的膜层举例： A．13 层以上的高反板； B． 多腔滤光片中的连接层。 因为这一层犹如用光控来监控单层 增透膜。而在前一层膜层有误差的情况下，这一层的指示经常会失 控，造成整个滤光片制造的失败。
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700nm。T＞90%。
三、膜系针法自动设计
1. 膜系针法自动设计基本原理和目前它在膜系自动设计中 的地位
膜系自动设计在最近 50 年取得了很大的进展，现在你给出一条 光谱曲线（T，R，或相位） ，我们都可以用两种膜料（高和低，H 或 L） 设计出吻合这一光谱曲线的膜系。这里强调的是两点： （1）只用两种膜料，H 和 L （2）对给定曲线，都可以设计 在数学上的各种自动设计方法，如最小二乘法，最速下降法，共 轭斜量法，变尺度法，单纯形法，统计试验法等，都曾搬到膜系自动 设计中来。但大家一直不很满意。因为这些方法都是在一定层数下的 局部极值，离开全局总极值比较远。因此得到的结果不很令人满意。 我们知道膜系的反射率或透射率不仅仅是膜系中两种膜料折射 率和厚度（nH,dH,nL,dL）的函数，它还是膜系层数的函数，例如，一 个可光区的宽带增透膜，起码要 3 层或以上层数，一个 450～1060nm 的增透膜必须 6 层或以上。一个可见光区的平板分光镜必须 15 层左 右的膜，一个激光高反镜必须 20 层左右的膜。但原有的自动设计方 法都和层数无关。因此它得到的结果必然偏离总极值较远。 1982 年莫斯科大学的 Tikhonravoz 在膜系设计提出了一种新方法 ——Needle 法，1992 年产生了第一个 Needle 法计算机代码。
(3)上述膜系在可见光区有一个比较好的效果。但紫外截止区 只有 100nm。即截止 300nm～400nm。如果我们要截止 200nm～400nm， 则还要加上一个 17 层的截止 200nm～300nm 的长波通膜系。 我们选中 心波长为λ 0＝250nm。 但是简单的叠加上述两个膜系会在两个膜系截 止带的交界区即在λ ＝300nm 区出现干涉透射峰。这是我们不愿意看 到的。为此要在两个膜系之间加连接层来消灭干涉透射峰。 连接层选用低折射率层，连接层的膜厚用λ /4 膜。膜厚的中心 波长采用两个系中心波长的平均值。采用了这样的措施以后，就可消 除在 300nm 附近出现的干涉透射峰。得到截止 200nm～400nm 紫外光
一、 现代光学薄膜制造技术
1． 精密光学镀膜的基本要求
一个多层膜的光学性能由组成多层膜中的每一层膜的折射率 n 和几何厚度 d 决定。其中膜层厚度 d 由膜厚监控仪监控，属于闭环 监控，而折射率 n 则除了膜料材料来决定其大小外，还由真空成膜 的三要素有关，成膜三要素是指： （1）真空度； （2）蒸发速率（3） 基板成膜温度。 成膜三要素在成膜过程中如有变化，会引起该膜层折射率变 化，从而引起膜系光学性能变化；成膜三要素在成膜过程中变化越 小，则膜层折射率越一致，膜系的光学性能重复性就越好！于是我 们称该成膜过程越精密。 目前商用镀膜机中最精密的是 DWDM 光学镀膜机，它可以控制 基板成膜温度误差±5℃，蒸发速率误差±1 Å/秒真空度误差±1× 10-5τ。 一般的精密光学镀膜机真空度允差应在± 1.5 × 10-5 τ 范围以 内，蒸发速率的误差应在同一数量级范围以内，而基板成膜温度误 差允许在 15℃以内。 DWDM 镀膜机比一般的精密光学镀膜还精密的地方在①工件高 速旋转②光控的透过率指示误差可以达到十万分之一，而一般的精 密光学镀膜机的透过率指示误差为 0.1%～0.01%。而精密光学镀膜 机的晶控指示误差可以达到 1Å。 原来国产镀膜机由于达不到这些，被称为低档镀膜机，低档镀
或写成：
G|0.5H(LH)7L0.5H0.857L0.357H(0.714L0.714H)70.714 L0.357H|A
上述膜系中：ng=1.52
nA=1， nH 用 Ta2O2，nL 用 SiO2，
λ 0＝350nm。
上述膜系中前面 17 层是中心波长为λ
0＝350nm
的长波通膜系，
第 18 层膜为连接层， 用 SiO2 膜生产， 它的中心波长为： （250nm+350nm） /2=300nm 的λ /4 膜， 而λ 倍。它表明用λ
二、 计算机膜系辅助设计
英国学者利德尔在 1980 年写过一本『多层膜设计中的计算机辅 助技术』 ，在这本书中他把薄膜自动设计、光学薄膜常数的确定、监 控误差的计算机摸拟，灵敏度分析都写进去了。我们不想在这样宽的 领域中讲解这一课题。 在这里我们只想用已知的一些薄膜光学知识结 合光学薄膜计算程序，计算在工作中常用的问题： 我们知道，最早的膜系设计是用作图试凑来完成的。现在看来 这太原始而落后了，一个比较好的方法是在计算机试凑。现举例如下
4．溶胶凝胶法镀膜技术和其它
和它在抗激光损伤中的应用
5．总结
现代光学薄膜制造技术是要解决光学薄膜制造的如下核心问 题： ①如何精密监控膜层的厚度 d 和保持膜层折射率 n 稳定、不变 ②如何解决膜层的牢固度和不漂移问题。保证光学薄膜产品的 质量稳定（提高产品质量） ③提高光学薄膜制造的成品率
④如何降低成本，扩大产量，提高生产效率。
G|ML|A
λ
０
＝350nm，dm=1nm,dL=59.4nm
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2． UV 膜设计
UV 镜是一种切除紫外光透可见光的玻璃。如果在 k9 玻璃上用 镀多层膜来获得，方法是： （1）设计一个紫外区的反射膜截止紫外，设 H 层用 Ta2O5,L 层 用 SiO2， 计算表明用一个 17 层的高反膜系在紫外区有好的截止效果。 膜系为：
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的防紫外膜。 综合以上设计思想，得到了一个 35 层的膜系，设计结果如下：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H 0.857L 0.714(0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H) |A
或写成：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H0.857L0.357H0.7 14L0.714H0.714L0.714H0.714L0.714H0.714L0.71 4H0.714L0.714H0.714L0.714H0.714L0.714H0.71 4L0.357H|A
2.监控技术和误差分析
（1）监控技术分晶控和光控 晶控测量的是膜层的质量变化 ， 也就是膜层的厚度。因此其转换 因子制定的正确与否，将决定 d 的误差。 光控分三种：a.极值法;b.光度值法;c.波长扫描法。
2
我们以 T（λ ）曲线为例：在λ /4 膜系中，每层膜都有透过率曲 线的极值点，为正确判定极值点，一般都使用过正监控，过正量的大 小就决定了误差的大小。 用光度值法其误差的来源有: a.光电放大器的非线性 b.膜层的色散值 特别是在放大倍数很大或很小时误差会比较大。因为波长扫描法 采用的是 dT/dλ=0。 因此在用λ /4 膜系制造反射板和滤光片时它有最 小的判定误差值（其原理值为 0） 膜系的制造误差除上面讲的（a）厚度判定方法误差外，还有(b) 膜层厚度补偿误差。 我们在制造λ /4 膜系反射板和滤光片都会发现一个现象：即上一 层膜的不足或过正，都可用下一层膜多镀或少镀来补偿。因此用极值 法或波长扫描法来制造单色滤光片时，它有很高的定位精度，这是其 他方法无可比拟的！ 因此我们不能用石英晶控来生产单色滤光片。 因为它的制造误差， 使生产的滤光片的中心滤长不是我们要求的。 一般来说，在制造单波长要求的薄膜产品时，用光度法误差小。 而石英晶控法误差比较大，这是因为用极值法监控时，膜层厚度误差 补偿效应。 膜层厚度误差补偿效应对单一波长时是优点，但它对宽波长处则
G|HLHLHLHLHLHLHLHLH |A
nH 为 Ta2O5 n≈2.05
n =1.45
L
在现在的计算程序中，考虑到了色散。λ 0＝350nm。
（2）上述膜系在可见光区有激烈的波动。透射光带有颜色。要
在可见光区得到一条平坦， T≥95%的曲线可用薄膜光学中的长波通膜 系，即将上述膜系改为：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H |A
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是一个严重的缺点。 实验发现，用极值法生产单色滤光片时有很高的定位精度。但同 时我们却发现：在单色滤光片的次峰严重变形，偏离理论值，而这时 用石晶法监控的产品则其次峰要规矩得多。 用石晶控法生产的膜系，膜层的误差没有补偿和传递作用。因此 虽然它在单一波长处误差较大，但从宽波长范围来说，其整体误差较 小。 如果我们要制造一个超宽带的增透膜（450nm～1150nm） (1)如单一波长的光控制造，其产品会经常 出现废品，次品会增 多。 (2)用石英晶控法生产，成品率高是一种好的选择。 (3)如现有设备只有光控时，可使用变波长监控， 切断每层膜的误 差传递。会有比较好的制造效果。 c.膜系设计中的灵敏度误差 膜系制造中的误差，我们已经讲了两个（a）膜层厚度判定方法误 差： (b)膜层厚度补偿误差。现在我们来讲座膜系设计中的灵敏 度误差！ 应该说，对于给定的光谱曲线，我们可以设计很多种不同的 膜系来实现。现在的问题是哪种膜系设计好？哪种膜系设计差？ 我们必须进行膜系膜层误差分析，摒弃那些对制造误差有非常严 重要求的膜系，最后选取有高成品率有优良光学性能的膜系。为 此我们要做到：
0＝300nm
是 350nm 的 300/350=0.857
0＝350nm
来生产该膜系时，必须对它的光学膜厚
0＝
作 0.857 倍来修正。上述膜系中的后 17 层膜是中心波长为λ
250nm 的长波通膜系，因此如果用中心波长 350nm 作监控波长（中
心波长）时，需要在整个膜系前乘 250/350=0.714 倍。 从计算可知，它截止紫外 200nm～400nm，它在可见光的 450nm～
1． AR 膜设计
在这里我们用 Al 来设计减反膜 一般说来，Al 是一种反射材料，这是大家共知的。但只要 Al 足 够薄，并把它看成一种高折射率材料，于是我们再在外层镀上 SiO2 膜（L 层） ，我们就可以设计金属 Al 的减反膜，设计膜系为 G|ML|A 其中 M 为 Al，L 为 SiO2，SiO2 膜的中心波长暂取 550nm，Al 膜的 厚度暂定为 50nm。将这些数据输入计算机，让它显示这时的Ｔ和Ｒ， 啊 Al 膜太厚了，减薄 Al 膜的厚度至 1nm，得到一个很好的减反膜。 这时我们再调整 SiO2 膜的厚度。 我们得到了一个在可见光区很好的减 反膜。最后设计的膜系为
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膜机的主要问题是：生产膜系光学指标无重复性！而高档的精密光 学镀膜可以做到：生产的光学指标和理论值一致，几乎不要试制时 间。 现在国外的光电产品巨头在国内寻找光学镀膜生产厂商，不是 看你的试制样品，而是看你有什么样的光学镀膜机，是什么型号的 有多少台。即使是 AR 膜，现在亦都是这样要求。 如何保持镀膜过程中真空度不变？现在真空镀膜技术采用的方 法是：大抽速和加装针阀，使钟罩的漏气，基板和膜料的放气用大抽 速来补偿。即抽气系统只能维持真空度在要求值之上。真空度高了用 针形阀放气使真空室保持真空度不变。 保持蒸发速率不变要自动控制电子枪的电压和电流。 最难做到的是保持蒸发时成膜温度恒定：为此要采用两条措施： ①自动控制的下烘烤②精确测定基板的成膜温度， 如用热成像仪测定 基板成膜温度。 如用热偶测，显然有误差，测量热偶必须放在下方成膜面附近。 说有误差只是因为现在测量的是基板成膜面的幅射温度， 并非成膜面 温度。
3．离子辅助和磁控溅射技术
上世纪的七十年代发现了光学薄膜产品的红移现象，即光学薄
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膜元件在空气中使用。其波长会向长波漂移，八十年代揭示了光学薄 膜的填充密度＜1，是柱状固体加空隙的结果。它造成两个后果：① 在空气中波长漂移，光学性能不稳定；②牢固度差。 为解决此问题，形入了离子辅助技术。目前大量的生产实践证 明：APS 源（等离子辅助源）和 RF 源（射频离子源）是制造高品质 光学薄膜的不可少的设备。 它解决光学薄膜的稳定性和牢固度中起到 关键作用。 近十年来，光学薄膜制造正在从单一的真空蒸发成膜向多种成 膜技术变化。其中最显著的是发展了光学薄膜的磁控制溅射技术。 磁控溅射制造光学薄膜的优点是：①可大面积均匀制造②其填 充密度为 1，牢固度好，光学性能稳定是理想的光学膜。 问题是磁控溅射介质膜太慢，这几年的一个主要工作是如何提 高成膜速度，目前日本 RAS 的方法是： （从略）
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（1）在膜系设计中避免出现超薄膜层。一般来说，应避免在 膜系中出现几何厚度≤60Å 的膜层。这是因为超大型薄膜层的光 学常数会和正常薄膜的光学常数不同，即 n 起了变化。从而制造 值与理论值不同，引起误差。同时它的 T 值或 R 值都变化很小， 容易引起监控误差。 （2）在完成膜系设计后，应作膜层指示灵敏度分析，并对指示 灵敏度很低的膜层或更改设计或提高监控灵敏度，如将指示精度从 0.1%提高到 0.01%， 甚至 0.001%,或改变监控方法。 或改变监控波长， 或更换监控片。 灵敏度指示很低的膜层举例： A．13 层以上的高反板； B． 多腔滤光片中的连接层。 因为这一层犹如用光控来监控单层 增透膜。而在前一层膜层有误差的情况下，这一层的指示经常会失 控，造成整个滤光片制造的失败。
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700nm。T＞90%。
三、膜系针法自动设计
1. 膜系针法自动设计基本原理和目前它在膜系自动设计中 的地位
膜系自动设计在最近 50 年取得了很大的进展，现在你给出一条 光谱曲线（T，R，或相位） ，我们都可以用两种膜料（高和低，H 或 L） 设计出吻合这一光谱曲线的膜系。这里强调的是两点： （1）只用两种膜料，H 和 L （2）对给定曲线，都可以设计 在数学上的各种自动设计方法，如最小二乘法，最速下降法，共 轭斜量法，变尺度法，单纯形法，统计试验法等，都曾搬到膜系自动 设计中来。但大家一直不很满意。因为这些方法都是在一定层数下的 局部极值，离开全局总极值比较远。因此得到的结果不很令人满意。 我们知道膜系的反射率或透射率不仅仅是膜系中两种膜料折射 率和厚度（nH,dH,nL,dL）的函数，它还是膜系层数的函数，例如，一 个可光区的宽带增透膜，起码要 3 层或以上层数，一个 450～1060nm 的增透膜必须 6 层或以上。一个可见光区的平板分光镜必须 15 层左 右的膜，一个激光高反镜必须 20 层左右的膜。但原有的自动设计方 法都和层数无关。因此它得到的结果必然偏离总极值较远。 1982 年莫斯科大学的 Tikhonravoz 在膜系设计提出了一种新方法 ——Needle 法，1992 年产生了第一个 Needle 法计算机代码。
(3)上述膜系在可见光区有一个比较好的效果。但紫外截止区 只有 100nm。即截止 300nm～400nm。如果我们要截止 200nm～400nm， 则还要加上一个 17 层的截止 200nm～300nm 的长波通膜系。 我们选中 心波长为λ 0＝250nm。 但是简单的叠加上述两个膜系会在两个膜系截 止带的交界区即在λ ＝300nm 区出现干涉透射峰。这是我们不愿意看 到的。为此要在两个膜系之间加连接层来消灭干涉透射峰。 连接层选用低折射率层，连接层的膜厚用λ /4 膜。膜厚的中心 波长采用两个系中心波长的平均值。采用了这样的措施以后，就可消 除在 300nm 附近出现的干涉透射峰。得到截止 200nm～400nm 紫外光
一、 现代光学薄膜制造技术
1． 精密光学镀膜的基本要求
一个多层膜的光学性能由组成多层膜中的每一层膜的折射率 n 和几何厚度 d 决定。其中膜层厚度 d 由膜厚监控仪监控，属于闭环 监控，而折射率 n 则除了膜料材料来决定其大小外，还由真空成膜 的三要素有关，成膜三要素是指： （1）真空度； （2）蒸发速率（3） 基板成膜温度。 成膜三要素在成膜过程中如有变化，会引起该膜层折射率变 化，从而引起膜系光学性能变化；成膜三要素在成膜过程中变化越 小，则膜层折射率越一致，膜系的光学性能重复性就越好！于是我 们称该成膜过程越精密。 目前商用镀膜机中最精密的是 DWDM 光学镀膜机，它可以控制 基板成膜温度误差±5℃，蒸发速率误差±1 Å/秒真空度误差±1× 10-5τ。 一般的精密光学镀膜机真空度允差应在± 1.5 × 10-5 τ 范围以 内，蒸发速率的误差应在同一数量级范围以内，而基板成膜温度误 差允许在 15℃以内。 DWDM 镀膜机比一般的精密光学镀膜还精密的地方在①工件高 速旋转②光控的透过率指示误差可以达到十万分之一，而一般的精 密光学镀膜机的透过率指示误差为 0.1%～0.01%。而精密光学镀膜 机的晶控指示误差可以达到 1Å。 原来国产镀膜机由于达不到这些，被称为低档镀膜机，低档镀
或写成：
G|0.5H(LH)7L0.5H0.857L0.357H(0.714L0.714H)70.714 L0.357H|A
上述膜系中：ng=1.52
nA=1， nH 用 Ta2O2，nL 用 SiO2，
λ 0＝350nm。
上述膜系中前面 17 层是中心波长为λ
0＝350nm
的长波通膜系，
第 18 层膜为连接层， 用 SiO2 膜生产， 它的中心波长为： （250nm+350nm） /2=300nm 的λ /4 膜， 而λ 倍。它表明用λ
二、 计算机膜系辅助设计
英国学者利德尔在 1980 年写过一本『多层膜设计中的计算机辅 助技术』 ，在这本书中他把薄膜自动设计、光学薄膜常数的确定、监 控误差的计算机摸拟，灵敏度分析都写进去了。我们不想在这样宽的 领域中讲解这一课题。 在这里我们只想用已知的一些薄膜光学知识结 合光学薄膜计算程序，计算在工作中常用的问题： 我们知道，最早的膜系设计是用作图试凑来完成的。现在看来 这太原始而落后了，一个比较好的方法是在计算机试凑。现举例如下
4．溶胶凝胶法镀膜技术和其它
和它在抗激光损伤中的应用
5．总结
现代光学薄膜制造技术是要解决光学薄膜制造的如下核心问 题： ①如何精密监控膜层的厚度 d 和保持膜层折射率 n 稳定、不变 ②如何解决膜层的牢固度和不漂移问题。保证光学薄膜产品的 质量稳定（提高产品质量） ③提高光学薄膜制造的成品率
④如何降低成本，扩大产量，提高生产效率。
G|ML|A
λ
０
＝350nm，dm=1nm,dL=59.4nm
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2． UV 膜设计
UV 镜是一种切除紫外光透可见光的玻璃。如果在 k9 玻璃上用 镀多层膜来获得，方法是： （1）设计一个紫外区的反射膜截止紫外，设 H 层用 Ta2O5,L 层 用 SiO2， 计算表明用一个 17 层的高反膜系在紫外区有好的截止效果。 膜系为：
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的防紫外膜。 综合以上设计思想，得到了一个 35 层的膜系，设计结果如下：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H 0.857L 0.714(0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H) |A
或写成：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H0.857L0.357H0.7 14L0.714H0.714L0.714H0.714L0.714H0.714L0.71 4H0.714L0.714H0.714L0.714H0.714L0.714H0.71 4L0.357H|A
2.监控技术和误差分析
（1）监控技术分晶控和光控 晶控测量的是膜层的质量变化 ， 也就是膜层的厚度。因此其转换 因子制定的正确与否，将决定 d 的误差。 光控分三种：a.极值法;b.光度值法;c.波长扫描法。
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我们以 T（λ ）曲线为例：在λ /4 膜系中，每层膜都有透过率曲 线的极值点，为正确判定极值点，一般都使用过正监控，过正量的大 小就决定了误差的大小。 用光度值法其误差的来源有: a.光电放大器的非线性 b.膜层的色散值 特别是在放大倍数很大或很小时误差会比较大。因为波长扫描法 采用的是 dT/dλ=0。 因此在用λ /4 膜系制造反射板和滤光片时它有最 小的判定误差值（其原理值为 0） 膜系的制造误差除上面讲的（a）厚度判定方法误差外，还有(b) 膜层厚度补偿误差。 我们在制造λ /4 膜系反射板和滤光片都会发现一个现象：即上一 层膜的不足或过正，都可用下一层膜多镀或少镀来补偿。因此用极值 法或波长扫描法来制造单色滤光片时，它有很高的定位精度，这是其 他方法无可比拟的！ 因此我们不能用石英晶控来生产单色滤光片。 因为它的制造误差， 使生产的滤光片的中心滤长不是我们要求的。 一般来说，在制造单波长要求的薄膜产品时，用光度法误差小。 而石英晶控法误差比较大，这是因为用极值法监控时，膜层厚度误差 补偿效应。 膜层厚度误差补偿效应对单一波长时是优点，但它对宽波长处则