(整理)光学薄膜技术复习提纲讲解

光学薄膜技术复习提纲

一、典型膜系

㈠减反射膜（增透膜）

1、减反射膜的主要功能是什么？

是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。

★2、单层减反射膜的最低反射率公式并计算

★3、掌握常见的多层膜系表达，例如G︱H L︱A代表什么？G︱2 H L︱A？

★4、什么是规整膜系？非规整膜系？

／4整数倍厚度组成的膜系称为规整膜系，反之为非规整膜系。

把全部由λ

★5、单层减反射膜只能对某个波长和它附近的较窄波段内的光波起增透作用。为了在较宽的光谱范围达到更有效的增透效果，常采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。

★6、V形膜、W形膜的膜系结构以及它们的特征曲线。P16—17

V——G︱HL︱A

W——G︱2HL︱A

㈡高反射膜

★1、镀制金属反射膜常用的材料有铝（Al）、银（Ag）、金（Au）、铬等。

★2、金属反射膜四点特性。P29

①高反射波段非常宽阔，可以覆盖几乎全部光谱范围，当然，就每一种具体的金属而言，它

都有自己最佳的反射波段。

②各种金属膜层与基底的附着能力有较大差距。如Al、Cr、Ni（镍）与玻璃附着牢固；而Au、

Ag与玻璃附着能力很差。

③金属膜层的化学稳定性较差，易被环境气体腐蚀。

④膜层软，易划伤。

㈢分光膜

1、什么是分光膜？

中性分束镜能够在一定波段内把一束光按比例分成光谱成分相同的两束光，也即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和反射率之比值——透反比。因而反射光和透射光不带有颜色，呈色中性。

★2、归纳金属、介质分束镜的优缺点：

金属分束镜p32

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。

使用注意事项：光的入射方向

介质分束镜p30

优点：吸收小，几乎可以忽略，分光效率高。

缺点：光谱范围窄，偏振分离明显，色散明显。

5、偏振中性分束棱镜是利用斜入射时光的偏振，实现50/50中性分光。

㈣、截止滤光片

★1、什么是截止滤光片？什么是长波通、短波通滤光片？p33

截止滤光片是指要求某一波长范围的光束高效透射，而偏离这一波长的光束骤然变化为高反射的干涉截止滤光片。

抑制短波区、透射长波区的截止滤光片称为长波通滤光片。

抑制长波区、透射短波区的截止滤光片称为短波通滤光片。

2、截止光滤片的应用：彩色分光膜。P51

①图2.4.13分光原理；②解决棱镜式分光元件偏振效应的方法是合理设计分光棱镜的形式，尽可能减小光束在膜面上的入射角。

㈤、带通滤光片

★1、什么是带通滤光片？P58

在一定的波段内，只有中间一小段是高透射率的通带，而在通带的两侧是高反射率的截止带。

★2、什么是通带半宽度和相对半宽度？p59

透过率为峰值透过率一半的波长宽度，称为通带半宽度2△λ。

2△λ/λ

表示相对半宽度。

★3、金属—介质F—P干涉滤光片；全介质F—P干涉滤光片p59

金属—介质F—P干涉滤光片：F—P干涉滤光片的两个金属反射层夹一个介质层；

全介质F—P干涉滤光片：F—P干涉滤光片的反射膜是全介质膜。

二、薄膜制造技术

1、热蒸发真空镀膜设备主要由三大部分组成：①②③三个系统 p109～111

真空系统、热蒸发系统、膜层厚度控制系统。

★2、热蒸发法的基本原理。P111

把被蒸发材料加热到蒸发温度，使之蒸发淀积到放置在工件架上的零件表面，形成所需要的膜层。

★3、真空度的计量；单位；用什么仪器进行真空度的测量？P112

真空度的计量采用与压强相同的方法和单位。单位：Pa

真空度是用真空计进行测量的。

★4、PVD所需真空度基本确定原则。P112

气体分子的平均自由程大于蒸发源到被镀件之间的距离。

★5、旋片式机械泵工作原理。P113

采用旋片式的转子和定子组成，随着转子的旋转，不断地进行吸气、压缩和排气的循环过程，使连到机械泵的真空室获得真空。

★6、油扩散泵的工作原理。P114，p115图3.3.4

★7、罗茨泵的结构、工作原理。P116

★8、低温冷凝泵的工作原理。P116

请归纳下表：

旋片式机械泵采用旋片式的转子和定子组成，随着转子的旋转，不断地进行吸气、压缩和排气的循环过程，使连到机械泵的真空室获得真空。

油扩散泵加热真空油使之蒸发，油蒸汽沿泵芯导向管道向上喷射，遇到伞形喷嘴改变运动方向，向斜下方喷出，油蒸汽俘获由进气口扩散进入泵腔的气体分子，一同运动到泵壁，沿泵壁向下流动，达到油槽时，气体分子遇热蒸发，被与排气口连接的机械泵抽走。

罗茨泵罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间内，再经排气口排出。在转子之间，转子与泵壳

内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。。。。。。。。。

低温冷凝泵低温冷凝泵是一种利用低温冷凝和低温吸附原理抽气的真空泵。是无油高真空环境获得的设备。

★9、PVD使用的高真空系统（图3.3.7）工作原理。P117

★11、什么是电阻加热法？p120

把薄片状或线状的高熔点金属（经常使用的是钨、钼、钛）做成舟箔或丝状的蒸发源，装上蒸镀材料，或用坩埚装上蒸镀材料，让电流通过蒸发源加热蒸镀材料使其蒸发，这就是电阻加热法。

电阻加热法不能蒸发高熔点材料。

★12、什么是电子束加热法？e型电子枪？p121

e型电子枪：电子枪灯丝经高温加热后，产生热电子发射，这些热发射电子经阴极（灯丝）和阳极之间的高压电场加速，并聚焦成束，在线圈磁场的作用下，电子束产生270°角的偏转（电子束轨迹成e型）到达坩埚蒸发源材料的表面，使电子束所带有的巨大的动能转化为热能，对材料进行迅速加热，造成局部高温而汽化蒸发。

电子束加热法可蒸发高熔点材料。

★13、什么是溅射？p123

★14、什么是辉光放电溅射？p123

★15、什么是磁控溅射？p126

★16、什么是离子束溅射？p128

★17、什么是离子镀？p130

膜料加热蒸发，将基片作为阴极，蒸发源作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子或原子发生电离，在强电场加速下轰击并沉积在零件表面。