薄膜光学-全部知点问题全答版
光学薄膜基础知识
6/120
• 20世纪中期:主要是在薄膜设备的改进与镀膜 产品种类以及质量的提高得到了发展,形成了 典型的减反射、高反射、滤光片等光学薄膜器
➢件20;世纪末-21世纪初光电子技术得到了飞速发展, 光学薄膜器件向性能要求和技术难度更高、应用 范围和知识领域更广、器件种类和需求数量更多 的方向迅速发展;
• 目前制备光学应用的薄膜的主要方法是真空蒸 发法和溅射法,后者在十九世纪中叶就发现了, 而前者可追朔到二十世纪初。
• 但在1930年以前,它们不能作为实用的镀膜方 法,因为没有获得高真空的真正适用的抽气机, 直到1930年出现了油扩散泵—机械泵抽气系统 以后,制造实用的真空镀膜机才成为可能。
5/120
➢20世纪末光通信波分复用技术(DWDM滤光片) ➢今天,新型微结构功能薄膜的出现给光学
与光电子薄膜技术注入新的生命力 新概念、新材料、新设计、新方法、新应用
9/120
2、什么是薄膜光学?
• 薄膜可分成两大部分,第一部分是光学薄膜, 第二部分是光学波导及其相应器件;
• 前者的特点是光横穿过薄膜而进行传播;后者 的特征是光沿着平行薄膜界面的方向在膜内传 播,
• 对于光学薄膜,在一块基片上淀积五、六十层 膜并非罕见,涂镀工艺是比较成熟的;
• 而对光学波导,则膜层层数一般不多,通常仅 10/120
Optical thin films:通常意义的光学薄膜; Optical coatings:一般来讲薄膜敷于光学玻璃、塑
料、晶体等基底上;
OOpptticicalallalyaeyresr:s光:光学学薄薄膜膜的的一一个个特特点点是是分分层层结结构构;;
——成功揭示了折射定律; 光在介质中的速度比真空中 快。
光学薄膜复习要点
光学薄膜复习要点第四章光学薄膜的制造工艺1.光学薄膜器件的质量要素光学性能:●膜层厚度d●膜层折射率n折射率误差的三个主要来源:------膜层的填充密度(聚集密度)------膜层的微观组织物理结构------膜层的化学成分机械性能:硬度:膜层材料的本身硬度和膜层内部的填充密度牢固度:是指膜层对于基底的附着力、黏结程度膜层与基底之间结合力的性质(范德华力、分子间作用力、经典吸引)成膜粒子的迁移能环境稳定性:希望薄膜器件的光学性能和机械性能在经历恶劣环境较长时间后仍然不变。
恶劣环境:盐水盐雾、高湿高温、高低温突变、全水浴半水浴、酸碱腐蚀提高方法:1.选用化学稳定性好的材料2.制作结构致密无缝可钻的膜层后果:1.结构致密:酸碱盐水对膜层的腐蚀为单一面腐蚀,速度慢,耐久性强2. 结构疏松:酸碱盐水对膜层的腐蚀是深入内部的体腐蚀,速度快,耐久性差。
填充密度:膜层的实际体积与膜层的几何体积之比。
后果:高的填充密度对应着优良的机械性能和光学性能的环境稳定性。
低:机械性能:膜层与基底之间吸附能小,膜层结构疏松牢固度差膜层表面粗糙,摩擦因数较大,抗摩擦损伤能力差非密封仪器内部,面腐蚀变为深入内部的体腐蚀光学性能:光线在粗糙表面散射损大空隙对环境气体的吸收导致膜层的有效光学厚度随环境、温度的变化而变化。
折射率不稳定。
提高膜层的填充密---基片温度、沉积速率、真空度、蒸汽入射角、离子轰击影响膜层质量的工艺要素:1.真空镀制光学薄膜的基本过程清洗零件---清洁真空室/装零件---抽真空和零件加温---膜厚仪调整---离子轰击---膜料预熔---镀膜---镀后处理---检测。
2.影响薄膜器件质量的工艺要素及其作用机理●真空度:影响折射率,散射,机械强度,不溶性后果:真空度低,使膜料蒸汽分子与剩余气体分子碰撞的几率增加,蒸汽分子的动能大大减小,与基片的吸附能间隙,从而导致沉积的膜层疏松,机械强度差,聚集密度低,化学成分不纯,膜层折射率,硬度变差。
薄膜光学试题答案
一.选择题:1.真空蒸发镀膜按其工作原理,可以分为那几种方法(多选题): ABD A .溅射镀膜 B .热蒸发镀膜 C .电子束蒸发镀膜 D .离子镀2.溅射和热蒸发的根本区别在于,热蒸发是借助于 C 发生蒸发的,而溅射是通过获得 A 蒸发的。
A .动量转换B .电能转换C .焦耳热D .热电子轰击3. 如图,面蒸发源位于球迷夹具的球心,基片1和2膜厚之比为: BA .sin φB .cos φ D .1cos φC .tan φ4. 只能监控薄膜厚度为四分之一波长或其整数倍的控制方法有: ADA .极值控制法B .石英晶体控制法C .单波长监控法D .波长调制法二.简答:1. 如图2简述机械泵的工作原理,如何提高其工作效率?答:当转子顺时针转动时,空气由被抽容器通过进气管被吸入,旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩大,而气体就不断地被吸入。
当转子达到一定位置时,另一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开,并将气体压缩,直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出泵外,转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。
可以通过提高机械泵的体积或提高转速来提高效率。
2. 如图3简述有油扩散泵的工作原理。
答:真空泵油经电炉加热沸腾后,产生一定的油蒸汽,蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部,经由三级伞形喷口向下喷出。
喷口外面的压强较油蒸汽压低,于是便形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流,使之具有很好的运载气体分子的能力。
油分子与气体分子碰撞,由于油分子的分子量大,碰撞的结果是油分子把动量交给气体分子自己慢下来,而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去.并且,在射流的界面内,气体分子不可能长期滞留,因而界面内气体分子浓度较小.由于这个浓度差,使被抽气体分得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口,并被前级泵抽走.慢下来的蒸汽流在向下运动的过程中碰到水冷的泵壁,油分子就被冷凝下来,沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用.冷阱的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。
光学薄膜基础知识共64页
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
Байду номын сангаас
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
薄膜光学知识点及答案2015年(改)(1)
光学基础知识:1. 光(电磁波)是横波还是纵波?答案:横波2. 光程:折射率与光实际路程的乘积。
3. 菲涅耳折射定律:00011sin sin rN N θθθθ==4. 光的偏振态?线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光、部分偏振光。
5. 偏振度:自然光 → P=0 线偏光→ P =1 其它 0<P <16. 从自然光中获得线偏振光的方法:一般有四种:A :利用二向色性 B :利用反射和折射 C :利用晶体的双折射 D :利用散射7. 二向色性:某些各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸收系数的性质。
8. 利用二向色性获得偏振光的器件称为偏振片9. 当入射光的入射角等于布儒斯等角时,反射光成为线偏振光(仅有s 分量)。
10. 菲涅尔公式:关于入射波、反射波、折射波电场的振幅之间的关系。
11. 消光比:最小透射光强与两偏振器透光轴互相平行时的最大透射光强之比称为消光比,它是衡量偏振器件质量的重要参数。
12. 电矢量垂直入射面的分量称为S 分量;电矢量平行入射面的分量称为P 分量。
13. 非相干光学系统是光强的线性系统;相干光学系统是复振幅的线性系统。
非相干光波的强度满足线性迭加关系14. 波的干涉:因波的迭加而引起强度重新分布的现象,叫做波的干涉。
产生干涉的必要条件(也叫相干条件): (1)频率相同;(2)存在相互平行的振动分量; (3)位相差稳定。
15. 电磁波在真空中的速度与在介质中的速度之比称为绝对折射率n (简称折射率)16. 尽管两种介质的分界面上,电磁场量整个的是不连续的,但在界面上没有自由电荷和面电流时,B 和D 法向分量与E 和H 的切向分量是连续的。
()()2112122sin cos sin cos p t θθθθθθ=+-()21122sin cos sin s t θθθθ=+()()1212sin sin s r θθθθ-=-+()()1212p tg r tg θθθθ--=+112200()()r r c n v εμεμεμ===12121212()0()0()0()0n B B n D D n E E n H H ⎧⋅-=⎪⋅-=⎪⎨⨯-=⎪⎪⨯-=⎩nntg B 121-=θ薄膜光学:1. 【填空】整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。
光学薄膜-基础知识共64页文档
ห้องสมุดไป่ตู้ 16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
光学薄膜-基础知识
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌,集体的声音, 集体的 动作, 集体的 表情, 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律, 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该:活泼而守纪律,天 真而不 幼稚, 勇敢而 鲁莽, 倔强而 有原则 ,热情 而不冲 动,乐 观而不 盲目。 ——马 克思
END
2010薄膜光学习题与解答
晶控可以精确监控薄膜质量的增加过程,从而推算出实际膜厚的增加过程,因此说其很精密。但晶控无法监测薄膜的折射率,因此在控制薄膜的光学特性上不够准确。
6.计算薄膜光学性质的理论出发点是什么?
规整膜系
具有简单的周期结构,或者具有周期性的对称结构的薄膜。
制的就是质量厚度
薄膜缺陷
薄膜中的气孔、虫道、位错等缺陷。
(由薄膜镀制工艺所决定的薄膜结构中的缺陷)
光学薄膜系统
由入射介质、薄膜(单层或多层)、出射介质(基底)构成一个完整的光学薄膜系统。
光程差
光通过不同路程传播后,其光程的差值
2)其余两个元素为纯虚数;
3)行列式的值为1。
18.自然光与偏振光的差别?
答:
自然光的电矢量在垂直光波前进方向的平面内随时间作快速、无规律的变化;
有规律的变化则为偏振光,其中的特例是固定方向不变化,则是线偏振光。
19.矢量法设计膜系的前提是什么?为什么?
20.矢量法的近似条件是什么?
答:
(1)只考虑界面上的单次反射,不考虑多光束干涉效应;(2)膜层没有吸收。
中心波长
截止波长
截止滤光片在某一波长范围的光束高透射,而偏离这一范围的光骤然变化为高反射(或称抑制),这个临界波长称为截止波长
等效折射率
对于以中间一层为中心,两边对称安置的多层膜,具有单层膜特征矩阵的所有特点,因此在数学上存在一个等效层,对称膜系在数学上存在一个等效折射率。
偏振光
光矢量的方向和大小不变或有规则变化的光成为偏振光。
8.请设计CCD使用的IR-CUT膜系
薄膜光学 全部知点问题全答版
6.1薄膜光学:1. 整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。
研究光的本性及其传播规律的学科就是光学。
研究光在薄膜中的传播规律是薄膜光学。
2. 列举常用的光学薄膜滤光片、反射镜 镀膜镜片 牛顿环3. 利用薄膜可以实现的功能提高或降低反射率、吸收率与透射率方面, 在使光束分开或合并方面, 或者在分色方面,在使光束偏振或检偏方面,以及在使某光谱带通或阻滞方面,在调整位相方面等等,光学薄膜均起着至关重要的作用。
减少反射,提高透过率;提高反射率; 提高信噪比; 分光或分束;保护探测器不被激光破坏,重要票据的防伪等等;ur r uu4.电磁场间的关系:比 N 1 k E 1ur H光学导纳.N "F ■-tr ,这是N 的另一种表达式 纳: k E称为光学导纳:单位时间内,通过垂直于传播方向的单位面积的能矢量i 1 sin 1 cos 12称为膜系的特征矩阵坡印廷矢量(能流密度)的定义5. 光在两种材料界面上的反射:p 光: s 光: N cosN o cos 1 N i cos 0偏振光为横磁波,s 偏振光为横电波)N 0cos ! N t cos 0 2(p-偏振) 掌握单层膜的特征矩阵公式:薄膜光学3 PPT 中P 15-21cos1isinN o cos 0 N o cos 0N t cos ! N t cos ! 2(s-偏振)\ X2丫 %单层膜的反射系数和反射率为:—R丫掌握多层膜的特征矩阵公式:薄膜光学3 PPT 中P 26-298.【计算】偶数四分之一光学膜层的特征矩阵:2 2r 3 r 1 s2—2—r 2 r2 2 13 —2" 2奇数四分之一光学膜层的特征矩阵:2 r 1 s "2— r2 2 13 2 2~ 2 42 r 22~r 3 r2 r ___ "2~1 s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.11层TiO^/SiO^交替的(H Lp H 结构, 基底为帔铸=叫=1.5心2一栄'•工站:“工'■二站口23: ■卫r13屮 □ •1」护•1-531.茫• 1.51'-其中nH= 2.35, niL =1*45P35】四分之一波长的光学厚度 (QWOT 或二分之一波长的光学厚度 (HWOT )9. 单层减反膜的设计方法:【薄膜光学3PPT 中P37】10. 无论膜层是否有吸收,膜系的透射率与光的传播方向无关。
薄膜光学思考题和习题
称为真空的光学导纳
光学波段,
所以有:Y=NY0
所以,在光学波段,以真空中的光学导纳为单位,用复折射率N表示介质的光学导纳。
答:
*
8、写出坡印廷矢量 的表达式,并指出其物理意义
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。
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:1).透射曲线开始上升(或下降)时的波长以及此曲线上升(或下降)的许可斜率;2).高透射带的光谱宽度、平均透射率以及在此透射带内许可的最小透射率;3).具有低透射率的反射带(抑制带)的光谱宽度以及在此范围内所许可的最大透射率。
*
51、常见的光学薄膜的依附体即常用的光学基片有哪几大类? 答:一)、玻璃,在光学应用上最重要,分为无色光学玻璃、有色光学玻璃、普通玻璃、特殊玻璃等; 二)、陶瓷; 三)、光学晶体,分为低族晶体、中族晶体和高族晶体,常用中级晶族和高级晶族; 四)、光学塑料,分为三大类:A、塑料透镜(包括工业、仪器用透镜、眼镜、接触眼镜、非球面透镜、棱镜和菲涅耳透镜等);B、光盘及光学纤维;C、其它功能性光学塑料元件; 五)、金属
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、一束波长为560nm的光垂直照到一块折射率为1.5、厚度为3mm的透明玻璃上,玻璃第一表面镀有3层膜,从玻璃表面算起,第一层薄膜的折射率为2,几何厚度为70nm、第二层薄膜的折射率为1.4,几何厚度为200nm、第三层薄膜的几何厚度是66.7nm,折射率为2.1,另一表面没镀膜,问这束光通过玻璃后,损失多少能量?上述过程在空气中进行的。
光学膜片知识点总结
光学膜片知识点总结一、光学膜片的基本原理光学膜片是利用薄膜的干涉效应来实现对光的调控的光学元件。
薄膜的光学性质与其厚度、折射率及透射率等参数密切相关,通过对这些参数进行设计和调控,可以实现对光的波长、偏振、相位等的调控。
光学膜片的工作原理主要基于薄膜的干涉效应和多层膜的反射和透射规律。
1. 干涉效应:当光线通过薄膜时,由于薄膜的厚度和折射率的不同,光线在薄膜内部和表面之间会发生反射和透射,从而产生干涉现象。
这种干涉效应可以用来实现对光的波长和相位的调控。
2. 反射和透射规律:多层膜的光学性质与薄膜的材料、厚度、层序、折射率等参数相关,通过合理设计多层膜的结构,可以实现对光线的反射和透射的控制,从而实现对光的偏振和波长的调控。
基于以上基本原理,光学膜片可以实现对光的色散、偏振、透射率等的调控,具有广泛的应用前景。
二、光学膜片的主要特性1. 调控范围广:光学膜片可以实现对光的波长、偏振、相位等的调控,调控范围广,具有较大的应用潜力。
2. 光学性能优良:光学膜片具有优良的光学性能,如高透射率、低反射率、高色散率等,能够满足各种光学系统的需要。
3. 结构简单紧凑:光学膜片的结构通常比较简单,可以设计成紧凑的结构,便于集成和应用。
4. 制备工艺成熟:目前光学膜片的制备工艺已经比较成熟,可以利用各种方法和工艺制备出具有良好性能的光学膜片。
5. 适应性强:光学膜片可以根据具体的应用需求进行设计和制备,具有较强的适应性,适用于不同的光学系统。
在以上方面,光学膜片具有许多优良特性,是一种非常重要的光学元件。
三、光学膜片的制备工艺光学膜片的制备工艺是实现其优良性能的关键。
光学膜片的制备工艺通常包括薄膜沉积、膜层设计、光刻、膜层厚度和成分控制、表面处理等工艺步骤。
1. 薄膜沉积:薄膜沉积是制备光学膜片的基础工艺,主要包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和溅射沉积等技术,通过这些技术能够在衬底上制备出所需的薄膜材料。
光学薄膜-基础知识共64页文档
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!Leabharlann 光学薄膜-基础知识61、辍学如磨刀之石,不见其损,日 有所亏 。 62、奇文共欣赞,疑义相与析。
63、暧暧远人村,依依墟里烟,狗吠 深巷中 ,鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几,倏如流电惊。 65、少无适俗韵,性本爱丘山。
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
光学薄膜完整版
光学薄膜技术复习提纲闭卷考试 120分钟考试时间:17周周三下午3:00---5:00(12月30号)题型:选择题(10*2)填空题(10题24分)判断题(10题)简答题(4题24分)综合题(2题22分,计算1题,论述1题)考试内容包含课本与课件,简答和综合题包含作业和例题一、判断题1. 光束斜入射到膜堆时,S -偏振光的反射率总是比p -偏振光的反射率高(正确)2. 对称膜系可以完全等效单层膜(错误,仅在通带中有类似特性)3. 对于吸收介质,只要引入复折射率,进行复数运算,那么就可以完全使用无吸收时的公式(正确)4. 膜层的特征矩阵有两种表达方式:导纳矩阵和菲涅尔系数矩阵(错误)5. 简单周期性多层膜,在其透射带内R<<1(错误)6. 在斜入射情况下,带通滤光片S -偏振光的带宽比p -偏振光的带宽为大(正确)7. 在包含吸收介质时,光在正反两个入射方向上的透过率是一样的(正确)8. 发生全反射时,光的能量将不进入第二介质(错误)9. 斜入射时,银反射膜的偏振效应比铝反射膜大(Al :0.64-i 5.50,Ag :0.050-i 2.87)(错误,因为银的折射率远小于铝)10. 高反射介质膜的截止深度是指在截止波长处的反射率(错误,是指截止带中心处的反射率)第一章 薄膜光学特性计算基础1、 干涉原理:同频率光波的复振幅矢量叠加。
2、 产生干涉的条件:频率相同、振动方向一致、位相相同或位相差恒定。
3、 薄膜干涉原理 :层状物质的平行界面对光的多次反射和折射,导致同频率光波的多光束干涉叠加。
4、 光学薄膜:薄到可以产生干涉现象的膜层、膜堆或膜系。
5、 麦克斯韦方程组:(1) -(2) (3)0(4)D H j tB E tD ρB ∂∇⨯=+∂∂∇⨯=∂∇∙=∇∙= 6、 物质方程:D E B H j E εμσ=⎧⎪=⎨⎪=⎩7、 光学导纳:00r H N Y K E εμμ==⨯ 8、 菲涅尔系数:菲涅尔系数就是界面上的振幅反射系数和振幅透射系数。
薄膜物理技术考试知识点总结
1.1薄膜概述作业题:什么是薄膜1.薄膜的定义(1):由单个的原子、离子、原子团无规则地入射到基板表面,经表面附着、迁徙、凝结、成核、核生长等过程而形成的一薄层固态物质。
定义(2):采用特定的制备方法在基板表面上生长得到的一薄层固态物质。
·薄膜的尺度:通常:薄膜< 1μm 厚膜>10μm·微电子电路的工艺有哪些方法实现?答:光刻、镀膜、电子束。
1.2 薄膜结构和缺陷作业题:蒸发薄膜微观结构随基片温度的变化如何改变?低温时,扩散速率小,成核数目有限,形成不致带有纵向气孔的葡萄结构;随着温度升高,扩散速率增大,形成紧密堆积纤维状晶粒然后转为完全之谜的柱状晶体结构;温度再升高,晶粒尺寸随凝结温度升高二增大,结构变为等轴晶貌。
其他:·薄膜主要缺陷类型及特点?薄膜的缺陷分为:点缺陷(晶格排列出现只涉及到单个晶格格点,典型构型是空位和填隙原子,点缺陷不能用电子显微镜直接观测到,点缺陷种类确定后,它的形成能是一个定值)、位错(在薄膜中最常遇到,是晶格结构中一种“线性”不完整结构,位错大部分从薄膜表面伸向基体表面,并在位错周围产生畸变)、晶格间界(薄膜由于含有许多小晶粒,故晶粒间界面积比较大)和层错缺陷(由原子错排产生,在小岛间的边界处出现,当聚合并的小岛再长大时反映层错缺陷的衍射衬度就会消失)。
·薄膜晶粒织构(组织结构)模型:(能区分)·薄膜结构是指哪些结构?其特点是什么?(1)薄膜结构:组织结构(包含无定形结构、多晶结构、纤维结构、单晶结构)、晶体结构、表面结构。
(2)特点:组织结构:薄膜的结晶形态晶体结构:多数情况下,薄膜中晶粒的晶格结构与体材料相同,只是晶粒取向和晶粒尺寸不同,晶格常数也不同。
表面结构: a、呈柱状颗粒和空位组合结构;b、柱状体几乎垂直于基片表面生长,而且上下端尺寸基本相同;c、平行于基片表面的层与层之间有明显的界面;1.3 薄膜的形成作业题:1.薄膜生长的三个过程一、吸附、表面扩散与凝结过程二、核形成与生长过程三、连续薄膜的形成(岛形成与生长过程。
光学薄膜基础知识
1 冕牌玻璃----K带头的玻璃 折射率n较小 色散系
数大 钡冕 等 可分为氟冕 FK 磷冕 PK 轻冕 QK BaK 重冕 ZK 镧冕 LaK 特冕 TK
数大 可分为冕火石 KF 轻火石 QF 钡火石 BaF 重火石 ZF 镧H火石 LaF 等
2 火石玻璃----F带头的玻璃 折射率n较大 色散系
00
2
7
10-4
0
3
10-4
3
10
10-4
1
5
10-4
4
20
10-4
玻璃的光学均匀性以一块玻璃中各部位间的折射率微差最大值 nmax表示时 按下表分为4类 类别 H1 H2 H3 H4 折射率最大微差 2 5 1 2 10-6 10-6 10-5 10-5 nmax
2
有色玻璃
它主要是滤光作用 有时候替代镀膜有时候和薄膜组 合 按照着色原理可以分为胶态着色和离子着色有色玻璃 两类 通过加入不同的吸收离子我们可以得到各种各样颜 色的玻璃 我们在用的蓝玻璃就是一种有色玻璃 HOYA叫 CM5000 肖特叫BG38 BG39等 国际 国内均有一些 专业的有色玻璃生产商
0——中心波长
Tmax——中心波长透射率
或 峰值透射率
2⊿
——透过率为峰值透过率 一半的波长宽度 也称通带半宽 度 有时也用2⊿ / 0表示相对 半宽度
四
带通滤光片
可分为
根据膜层的不同
金属滤光片 全介质滤光片 双半波 三半波全介质滤光片 金属诱导透射滤光片
100 80 % Transmittance 60 40 20 0 500
四
带通滤光片
从光学薄膜的角度来讲 最有意义的进 展是1899年出现的法布里-珀珞干涉仪 它是干涉带通滤光片的一种基本结构 而 自从1940年出现金属-介质滤光片以来 它已经在光学 光谱学 激光 天文物理 学等各个领域得到了广泛的应用
薄膜光学习题与解答
二、证明:1.光学厚度为入M2的膜层,在其中心波长处为虚设层。
2.证明:在边界处E与H的切向分量连续。
3.试证明所谓的薄膜系统的不变性:即当薄膜系统的所有折射率都乘以一个相同的常数,或用它们的倒数替代时,膜系的反射率和透过率没有任何变化。
三、设计问题:1.分析并设计一个应用于太阳能集热器的膜系,注意阳光的色温为5800K,黑体辐射为750Ko(查找资料获得阳光辐射曲线和照体辐射曲线,利用TFCalc设计膜系)。
2.计算一个简单周期规整膜系A|(LH)6 7 8|S的截止波长位置、带宽、截止深度及其在截止波长处的反射率(H:T6 n=2.3; L:SiO2, n=1.45; A:空气,S:K9)。
3.设计一款宽带高反射膜,H:T I O2, n=2.3: L:S I O2, n=1.45,需要考虑那些主要问题?4.设计一个覆盖可见光波段的宽带全介质高反射膜,叙述其设计思想与设计步骤。
5.设计一个可见光区的减反射膜,要求如下:波长区间400〜700nm,平均反射率<0.4%,最人反射率<0.6%。
10•请设计棱镜分色系统所需要的所有膜系6 设计一个可见光区的高反射膜,要求如下:波长区间400〜700nm,平均反射率>99%,最小反射率>98%。
7 在空气中自然光入射到金属材料铝和银时,用TFCale软件分析两种材料反射光偏振效应最大值出现的角度与数值的步骤。
(入=500nm, Al: 0.64-/5.50, Ag: 0.050-/2.87)8 请设计CCD使用的IR-CUT膜系9.请设计冷光镜11.设计投影机用X棱镜中的两个膜系12.设计泰曼干涉仪的金属(A1)分光镜(光源为He-Ne激光),要求到达接收平面的干涉图对比度最好。
13.试在玻璃基底(n=1.52)上设计一诱导透射滤光片,中心波长为500nin,要求峰值透过率大于70%,在400mii〜1500nm的波长范围内背景透过率小于0.1%,整个多层膜与合适的吸收玻璃胶合。
光学薄膜-基础知识
四、带通滤光片
从光学薄膜的角度来讲,最有意义的进 展是1899年出现的法布里-珀珞干涉仪。 它是干涉带通滤光片的一种基本结构。而 自从1940年出现金属-介质滤光片以来, 它已经在光学、光谱学、激光、天文物理 学等各个领域得到了广泛的应用。
四、带通滤光片
法布里—珀珞的结构
四、带通滤光片
带通的主要参数
4、特殊玻璃
特殊玻璃可以包括 A、耐辐射玻璃
B、石英玻璃
C、隔热玻璃 D、微晶玻璃 E、耐热玻璃 F、硬质玻璃等。
二、光学塑料
塑料是什么?
塑料是一种以合成树脂或天然树脂(一般为高分 子聚合物)为基本成分,在加工过程中,可塑制成型, 产品最终能保持形状不变的材料。光学塑料乃是一 种可以与玻璃竞争的透明塑料。它具有一定的光学 特性、机械特性和化学特性,能满足光学零件的要 求,从而逐渐构成光学三大基本材料之—(玻璃、光 学晶体和光学塑料)。
数大,可分为冕火石(KF)、轻火石(QF)、钡火石 (BaF)、重火石(ZF)、镧H火石(LaF)等。
共有160多种之多。
无色光学玻璃一些技术指标
1、nd----指587.7nm(氦黄线)处的折射率; 2、nD----指589.3nm(钠黄线)处的折射率;
3、相对色散(阿贝数) υd 、 υD
----由nf(486.1nm)和nc(656.3nm)确定: υd= (nd -1)/(nf - nc)
类别 折射率nd允许差 值 ±2×10-4 类别 折射率nd允许差值
00
2
±7×10-4
0
±3×10-4
3
±10×10-4
1
±5×10-4
4
±20×10-4
玻璃的光学均匀性以一块玻璃中各部位间的折射率微差最大值 △nmax表示时,按下表分为4类。 类别 H1 折射率最大微差,△nmax ±2×10-6
薄膜光学知识点
薄膜光学:1. 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)2. 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,DWD M光纤薄膜器件, 电致变色膜。
3. 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。
4. 一束入射角为“的光入射到厚度为di、折射率为n1的薄膜上产生的相位差为:2=4二md i cos^ / I ;双光束强度为:R = R 十R2土2jR|R2COS26 = r;+ r; ±2IT2 cos26详细计算过程:光线玲和m的干涉强度决定于它和的光春琵作O卫垂直于光线m于是,兔和m的光程差/e 迪f 且£+ 仍一从图上很容翦找出下列几何关墓’AB=BO~d±/^&±fAD= yt<7*aju 沁 tg 施”曲弘此外,根据折対定禅有Ho* Bill Tii •frin 爲. 把上間三式代入,得到光程差』~饨曲COS吐*相应的相位差如果先不考虑光在界茴£2上反射时的相位跌变,则当 光程差为(m —0r l f 2,卄 J时,蓿产生相长干涉;而当^<^€08^1= (2^4-1) Xo/2 (k~(), 12 2』…) 时F 将产生相消干涉.干涉强度的计算,可先迭加反射光Ti 和g 的振动T*得到合振动为E=T COS (3 _ p) ”式中r 咼含撮幅冲是合振动相他 二若和咲“、23有如下关系上沪二+疋+ 瓯r a COS 2Sj 龟^=r £ sin 28/ (允十咒COE 塑)』其中 23 =4亦工血cos 爲/入慎按照光强定义,反射光合提动的尿度丘=码而丘计此 ・则双光束干涉强度的计算公式是=it x 4- U 3 ± 2 V Rj^Ra cos 28,(1-5}式中士号由心和灼的符号确定.当怙和內同号时取加 号;而当吆和呛异号时取减号.光束由光疏媒质到光密媒 质反射时’反射振辐为负值,表示有皿的相位脈变.相反,当光 束由光密媒质到光聽媒质反射时,反射振幅为正值,表示役有 相位駅变.因此,上式中土号正是考虑了界面上反射时的相 你殴变情况』而为则仅獪两反射光束经历不同的略径而引入 的枸旳炭. 5.单层膜的多光束干涉计算: (薄膜光学2PPT 中P26-29)参光東于―« 的计WXM 上和厦光 束宪全ffiRi 也長先 把提动送加”再计算 9UL 建别仅在于* 场干移的光康由灣JK NUD ■冬至于计 算方祛則以呆用K 撮 ■«为方便.单层JK 的多光東干涉 f } A分别为光由折射率为股的介臓射向折射车为 %的介质时的摄辄反对屋数和扳幣选廿棗卢茸F分踌麦水瓷由新耐車为匚的介质射尙折射字为股的介疣时的按翔良射姦磁和扼幅透肘蔬歎*造股和恤介施赴右哦枚1氏土史托克定禅可为■这些■存在如下笑峯・…玖(t-6)r**d. (1-7)这愕,如果入时光克前撮锚为J井亂不考滋介烦对光疲的爺敢,风各取反射光飾複褐虬纸如…嶽氏为;勒■临”(L-sy岭疮atfO的撮罄虬氐 < …分别汰1 9>至于光東之间的I9tt^世是廨魅待的.束还崔理連射光建中「相和胸飞束的栩位聲尚由式d幻皓出.®*t.S射克東的复撮帕苗武为5駅*v-叫的齐甬吧心迭加后,反期充的合成劇辅为r-= (fi+Irff[1+*ir>^** 卜伯口円 **+ …]}*如果權箱绘*大.则可认为反射犹朿数时皆于无彌+式u- UI)中无疥遥韓誓比锻鑒有l+r>^ **Krlr t)^ «+*»-1/(1-(1-11)戕入(i i⑵武「并科用类篠式口«)m(i-T),卑到r-(<H rrf m)/(l +W,M kfl-13)辰时]t均也哑化为屯卩-;"T?>*in2A]..;£n(L + rtJ +rjCl + rt;€<*2i<. 门七;—iH〒ri+2"门厲宦监”{】十说対r ^nnto(-2?i).T dr6.电磁场间的关系:k E1光学导纳:N ,这是N的另一种表达式r E称为光学导纳反时死JM度•即反射华有7.光在两种材料界面上的反射:1 0 1CE 7HCOSi)EHYn. R%T ] smdsin ▼n- E. 傀-Y0, 1Y=CB5 cos8.掌握单层膜的特征矩阵公式:薄膜光学3 PPT 中P 15-21[cos ® isin 5/〕「l 1[ RC 称为膜系的特征矩阵单层膜的反射系数和反射率为:9.掌握多层膜的特征矩阵公式:薄膜光学3 PPT 中P 26-29L ,春肝得到:1Y/sintf.'sin S cosd, 称为该取层膜系的特征矩阵. COS<Jn 'iq 2 stnY=C/B 则反射率为;^+Y 丿^+Y 丿飪没在前面讨论於单.层膜•:再 加上—层膜*如圈这讨与基底栩洼询界面为G 川紧蛙基底为議层为特征矩■ cosJ, /sin V '- A : M 任 sing 込k x £ . cosd\ H/t J I sinJ ;is in 5.eosd./sinCOS£)cos5、入MKJ«n« MA 界Mb M ■JFWoCOS^I irj, siriti CDSJ■辩及一错鼻堆广利爭卑追B_C Jtj f = X r cos &r对于厂E 波〔$ -波)7?,=对于T、【波【p -波)c o sN 6sin & ?- X f sin & r薄膜的特征矩阵的打列式等于110. 【计算】偶数四分之一光学膜层的特征矩阵:口 2 1)2 2r _4 r _2 r2 2r _3 r A s计算多膜层(膜层厚度为四分之一波长的整数倍)的反射率。
光学薄膜完整版全解
光学薄膜技术复习提纲闭卷考试120分钟考试时间:17周周三下午3:00—5:00 (12月30号)题型:选择题(10*2)填空题(10题24分)判断题(10题)简答题(4题24分)综合题(2题22分,计算1题,论述1题)考试内容包含课本与课件,简答和综合题包含作业和例题一、判断题1.光束斜入射到膜堆时,s—偏振光的反射率总是比p—偏振光的反射率高(正确)2.对称膜系可以完全等效单层膜(错误,仅在通带中有类似特性)3.对于吸收介质,只要引入复折射率,进行复数运算,那么就可以完全使用无吸收时的公式(正确)4.膜层的特征矩阵有两种表达方式:导纳矩阵和菲涅尔系数矩阵(错误)5.简单周期性多层膜,在其透射带内R«1 (错误)6.在斜入射情况下,带通滤光片S—偏振光的带宽比p—偏振光的带宽为大(正确)7.在包含吸收介质时,光在正反两个入射方向上的透过率是一样的(正确)& 发生全反射时,光的能量将不进入第二介质(错误)9.斜入射时,银反射膜的偏振效应比铝反射膜大(AI: 0.64-/5.50, Ag: 0.050-/2.87)(错误,因为银的折射率远小于铝)10.高反射介质膜的截止深度是指在截止波长处的反射率(错误,是指截止带中心处的反射率)第一章薄膜光学特性计算基础1、干涉原理:同频率光波的复振幅矢量叠加。
2、产生干涉的条件:频率相同、振动方向一致、位相相同或位相差恒定。
3、薄膜干涉原理:层状物质的平行界面对光的多次反射和折射,导致同频率光波的多光束干涉叠加。
4、光学薄膜:薄到可以产生干涉现象的膜层、膜堆或膜系。
5、麦克斯韦方程组:Vx//= / + —(1) dtVxE = -^y(2)V»D = p(3)▽• 3 = 0(4)6、物质方程:D = sE \B = pH7、 光学导纳:y =也瓦\KxE\ 8、 菲涅尔系数:菲涅尔系数就是界面上的振幅反射系数和振幅透射系数。
9、 特征矩阵:表征薄膜特性的矩阵,仅包含薄膜的特征参数cos q — sin §z?/1 sin q cos ®11、 虚设层:当膜层厚度对于中心波长来说是几/2或其整数倍时,该层存在对于中心波长 处的透过率/反射率无影响,因此称为虚设层。
高中物理知识点:解决薄膜干涉-光学验平问题
高中物理知识点:解决薄膜干涉-光学验平问题(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如职业道德、时事政治、政治理论、专业基础、说课稿集、教资面试、综合素质、教案模板、考试题库、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as professional ethics, current affairs and politics, political theory, professional foundation, lecture collections, teaching interviews, comprehensive qualities, lesson plan templates, exam question banks, other materials, etc. Learn about different data formats and writing methods, so stay tuned!高中物理知识点:解决薄膜干涉-光学验平问题一、薄膜干涉原理在教资考试当中,选择题部分经常会出现光的干涉的问题,其中,光的干涉经常考查的内容有杨氏双缝干涉实验以及薄膜干涉问题,我们今天就来主要讨论薄膜干涉当中的光学验平问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
镍铬合金(80Ni-20Cr)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。
28. 截止滤光片: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(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、透射短波区的滤光片
R R R 2R R xL/yH/xL 或 xH/yL/xH,该替代多层光学厚p度之和a必须等b 于原来a膜 b 1 R R 层的光学厚度,即 2x + y =0.25。【薄膜光学 5PPT 中 P25-42a】 b
同理:对于透射率
T TaTb TaTbRbRa 1 RaRb RaRb 2
23. 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。
24. 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,反射率低(~50%)。
(2)将两个、甚至多个中心波长不同的 / 4多层膜堆联合叠加使用。 例:G / 0.8[H (LH )7 ]1.2[H (LH )7 ] / A。 0.8H+1.2H 2H,对于0来说,G / 0.8[H (LH )7 ]1.2[H (LH )7 ]/ A=GA。 在0波长处是具有良好透射性的,结果造成两个膜堆的高反射带连接区 出现很窄的透射带,如课本P27图2. 2. 3所示。 改善方法:在0.8[H (LH )7 ]和1.2[H (LH )7 之间增加一L层, 即G / 0.8[H (LH )7 ]L1.2[H (LH )7 ]/ A,反射率曲线如图所示。
λ0/4- λ0/2 型双层增透膜的优缺点? 在一定程度上展宽了带宽但是总体的减反射效果不理想
14. 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。
15. 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
7. 掌握多层膜的特征矩阵公式:薄膜光学 3 PPT 中 P 26-29
8. 【计算】偶数四分之一光学膜层的特征矩阵:
Y
r3r222r1r22Ys
或1232
r
2
3 r
2
1
s
2242
r
2
2 r
2
奇数四分之一光学膜层的特征矩阵: Y 或 Yr2r24322r21r22422132sr2r3r222r1r22s
3)更常用的方法是在多层膜的两侧(靠近基底侧和靠近入射介质 侧)加镀匹配层,使其同基底以及入射介质匹配。
以上均可归结为:在特定波长处满足减反射条件。
33. L/2HL/2 适合短波通,H/2LH/2 适合长波通 34. 列举截止滤光片的应用:1、彩色分光膜;2、反热镜和冷光镜;
3、红外截止滤光片(CCD 系统)。 35. 反热镜:短波通滤光片,即抑制红外光,透射可见光(截止波
T TaTb 1 Ra Rb
16. 红外宽带减反膜的具体设计方法。
17. 单层膜的反射率计算: R (n0 n12 / ns )2 /(n0 n12 / ns )2 【一般不会 超过 50%】
高反射率膜堆典型的结构?该结构的特点?
18. 如何提高高反射率膜堆的反射率? nH/nL 越大,或层数(2S+1)越多,反射率越高。 层数越多,反射率可无限地接近 100%。但实际上,由于膜层中吸 收和散射损失,膜系达到一定层数后,反射率不再提高,甚至会下降。
19. 典型的λ0/4 高反射介质膜堆特点:四点。 对于(LH)S 膜系 ,有如下特点: (1)所有高反射带的波数宽度均相等;
(2)各高反射带的波长宽度并不相等,波数越大对应的高反射带波
长宽度越窄。
(3)高反射带的波数宽度仅仅与构成多层膜的两种膜料的折射率
有关。
(4)两种膜料的折射率差越大,高反射带愈宽。 由公式20.g展=宽2 a高rc反sin射 nn带HH-+宽nn的LL 方得法出?,两 /点4膜。堆所得到的高反射区域宽度 仅取决于膜层的折射率。 材料的折射率是有限的,一般在1. 35~6之间:
21. 区分介质高反射膜与金属高反射膜,各自的优缺点?
22. 在金属高反射膜中引入介质膜为何能够改善金属高反射膜 的机械性能?
一般采用金属-介质高反射膜: (1)改善金属与基底的附着力,如 G/Al2O3-Ag,G/Cr-Au; (2)高硬度透明膜对金属层起到保护作用; (3)提高金属层的反射率。
即气体分子个数 2.08X1022 个/g 气体分子间距离 3.34X10-6mm 气体分子的空间密度 2.68X1016 个/mm3 导致: 常压时,气体分子密度太高,蒸发膜料大多因碰撞而无法直线到 达被镀件。 空气中活性气体分子与膜层、膜料、蒸发器反应,空气分子进入 膜层成为杂质。
38. 什么样的真空条件下可以镀膜? 气体分子的平均自由程大于蒸发源到被镀件之间的距离 这样得到的膜层:纯度高,膜层坚硬,成膜速度快。
2.热阴极电离真空计 工作原理:具有足够能量的电子在运动中与气体分子碰撞,产生 电离,形成正离子与电子。电子在运动中与分子的碰撞次数正比于分 子的密度,一定温度下也正比于气体压强,故产生的正离子数也正比 于气体压强。因此,电离是与压强有关的现象,可作为真空测定原理 的依据。
测量范围:0.1~10-5Pa
减少反射,提高透过率; 提高反射率; 提高信噪比; 分光或分束;
保护探测器不被激光破坏,重要票据的防伪等等;
4. 电磁场间的关系: H1 N1 k E1
光学导纳:
N
k
H ,这是N的另一种表达式 E
称为光学导纳
坡印廷矢量(能流密度)的定义:单位时间内,通过垂直于传播方向
的单位面积的能矢量 S
27. 偏振中性分束棱镜工作原理? 利用斜入射时的偏振效应实现中性分束。即,选用膜层材料的折 射率匹配满足布儒斯特角条件(tan H=nL/nH )使反射光的 P 分量为 零,仅有 S 分量;同时透射光尽量全部为 P 分量。
偏振中性分束棱镜工作前提条件? 1)仅适用于自然光或圆偏振光的中性分束;(2)分出的两束光可 以光强相等,但其偏振状态不同,是两束偏振方向互相垂直的两束线 偏振光。
11. 厚基片反射率和透射率的计算【薄膜光学 3PPT 中 P52-54, 不需掌握推导】
12. 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。
13. 单层λ0/4 减反膜的优缺点? 双层λ0/4-λ0/4 减反膜的优缺点? 只能在较窄的光谱范围内有效地减反射,在中心波长处增透效果 好但是带宽较小
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】
四分之一波长的光学厚度(QWOT)或二分之一波长的光学厚度 (HWOT)
9. 单层减反膜的设计方法:【薄膜光学 3PPT 中 P37】 10. 无论膜层是否有吸收,膜系的透射率与光的传播方向无关。
(不需要推导) 玻璃的透射率为定值,玻璃两面得反射率和吸收率可能会有不同。
带内许可的最小透射率 3.具有低透射率的反射带(抑制带)的光谱 宽度以及在此范围内所许可的最大透射率。
32. 干涉截止滤光片压缩通带波纹的方法? 1)选取适当的组合膜,使其通带内的等效折射率与基片相接近。 (前提:基片表面反射损失不太大) 2)改变基本周期内的膜层厚度,使其等效折射率变到更接近预期 值,要使这种方法有成效,则要求光洁基片保持低的反射率。 在可见光区,玻璃是十分满意的基片材料,但是这种方法不能不 加修改就用于红外区,例如用于硅板和锗板。
3.冷阴极电离真空计 工作原理:放电管在压强(10-1~10-2Pa)较低时自持放电就熄灭, 想要将下限扩展到高真空范围,可用磁场控制电子运动的方法,增加 电子的路程,利用这种方法制成的真空计,就是冷阴极电离真空计,也 称磁控放电真空计。 测量范围:1~10-6Pa
40. 热蒸发、溅射及离子镀、离子辅助镀的工作原理。 电阻热蒸发:低压大电流使高熔点金属制成的蒸发源产生焦耳 热,使蒸发源中承载的膜料汽化或升华。 电子束热蒸发:灯丝通大电流,形成热电子发射流。电子流在电场 中被加速,同时,电磁场将电子流聚成细束,并对准坩锅内的膜料,造 成局部高温而汽化蒸发。 溅射:用高速正离子轰击膜料(靶)表面,通过动量传递,使其分子 或原子获得足够的动量而从靶表面溢出,在被镀件表面凝聚成膜。 离子镀:膜料为加热蒸发,但蒸发源设置为阳极,工件为阴极,在 其间施加高电压,并充工作气体至 1X10-1Pa,形成辉光放电,膜料原 子部分被离化,在强电场加速下并沉积在零件表面。 离子辅助镀:在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器——离子源,产 生离子束,在热蒸发进行的同时,用离子束轰击正在生长的膜层,形
薄膜光学: 1. 整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。
研究光的本性及其传播规律的学科就是光学。 研究光在薄膜中的传播规律是薄膜光学。
2. 列举常用的光学薄膜 滤光片、反射镜 镀膜镜片 牛顿环
3. 利用薄膜可以实现的功能 提高或降低反射率、吸收率与透射率方面, 在使光束分开或合并方面, 或者在分色方面, 在使光束偏振或检偏方面, 以及在使某光谱带通或阻滞方面,在调整位相方面等等,光学薄 膜均起着至关重要的作用。
25. 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。
26. 如何改善分束镜分光曲线的平坦程度或者说色中性?3 点。 1.可将 LH 交叠结构边界的 H 或 L 改成 2H、2L、甚至 2M,改善分 光曲线的平坦程度(色中性); 2.将膜系中的 H 层换成中等折射率的 M 膜层; 3.整体调整 H、L 膜层材料,改变 nH 与 nL 比值或通过改变膜厚 来改变 nH 与 nL 的比值。