第二篇-第十章 分光镜
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除此之外，欲使分光的效果更佳，也可选 耐热镍铬合金膜（Ni-80%,Cr-20%）、镍铬合
薄膜光学与薄膜技术基础
金膜（Ni-90%,Cr-10%）和镍铬铁合金膜 （Ni-80%,Cr-14%，Fe-6%）。在 的波段范 围内，镍铬合金具有非常平坦的分光特性。由 于镍铬的蒸发温度不同，蒸镀时温度的高低很 重要，因为温度高低决定镍、铬的百分比， 是比较适合的合金温度。此外，为了提高合金 膜的性能，蒸镀时基底温度需大于 2500C ，蒸 镀后在空气中以 2000C 的温度进行老化处理 1～2小时。铂和铑用作中性分光金属膜，中性 特性很好，机械强度和化学稳定性也很好。图 10-3是在偏振光和非偏振光入射情况下得到的
(10-2)
薄膜光学与薄膜技术基础
而
1
2 0
n1d1 cos1
2 0
0
4
cos1
2
cos1
(10-3)
0 n0 cos0 , 1 n1 cos1, G nG cosG , S 波
0
n0
cos0
, 1
n1
cos1
,G
nG
cosG
,
(10-4)
P波
(10-5)
0 为入射角，1和G 分别为膜层和玻璃基底中 的透射角。玻璃平板 450 角放置,入射角 0 450 ，取不同折射率 n1，分光膜的反射率极值曲线 如图10-7所示。
薄膜光学与薄膜技术基础
反射率和透射率
1.0
0.8
Tp
Rs
0.6
0.4
0.2
0.0
Rp
薄膜光学与薄膜技术基础
为S-偏振光和P-偏振光，这种分光镜称之为偏 振分光镜。偏振分光属于中性分光,即使 Rp 和
Rs值差异很大,但在 450角入射时,如果 0.5Rp Rs
接近于垂直入射的反射率，这种情况也属于中 性分光。按分光镜的几何构型分光镜又分为平 板分光镜和棱镜分光镜，在斜入射时这两种分 光镜都存在偏振效应，大多数实际应用中偏振 效应会造成光学系统性能的劣变，所以需要消 偏振，由此又产生消偏振分光镜。
2.5，因此，对自然光进行分光，要达到分光 比T/R=1，单层介质分光膜很难实现，必须采 用多层介质膜分光。
对于平板分光，通常采用膜系
A LH 2 G
(10-6)
薄膜光学与薄膜技术基础
作为分光膜，其中入射介质A为空气，n0 1.0，
基底G为玻璃，nG 1.52 ,高低折射率介质选择 硫化锌(ZnS: nH 2.35 )和氟化镁(MgF: nL 1.38)。 图10-8就是分光膜（10-6）计算特性曲线，图
问题的办法是把膜层用如图10-4所示的马赛克
图案代替（微波技术中称之为频率谐振表面）。
薄膜光学与薄膜技术基础
黑区是不透明的高反射金属膜，即高反射区， 白区是高透射区。通过控制黑白区面积之比可 得到所需的分光比T/R，而且T+R值很高。应 该注意的是黑白间隔要大于波长两个数量级以 避免引起衍射效应，尤其是间隔小于可见光波 长会产生色差。
薄膜光学与薄膜技术基础
中。 金属铬由于机械强度和化学稳定性都非常
好，且其中性也比较好，分光比随波长的变化 也很小，因此金属膜中性分光镜常用铬膜。在 可见光区铬膜分光反射光束呈白色，透射光束 略带棕色。
由于金属膜都存在吸收，分光效率偏低。 为了减小吸收损耗，可在金属膜分光镜上加镀 一层四分之一波长厚度的介质膜，如图10-2所 示。图中数据是在光垂直入射时，入射光波 长 550nm，玻璃基底（n=1.52）表面镀铬膜
和金属膜立方棱镜分光自然是满足的。
对于X-射线区域分光镜的研究目前仅限
于接近垂直入射的情况，并在很窄的波长范围
内才有效。
（a）
0.5
T
0.3
反射率、透射率
（b）
（c）
R2
R1
图 10-5 平板分光的三中使用方法
0.2
0.0 0.010
R
0.014
0.018
m
0.022
图 10-6 X-射线分光镜的实测特性曲线
薄膜光学与薄膜技术基础
求比较低。为了减小光学系统中的杂散反射 光，分光镜的自由表面一般都镀有增透膜。
反射光
薄膜
入射光
透射光
透明介质平板
反射光 直角棱镜 入射光
直角棱镜
薄膜 透射光
（a）平板分光
（b）棱镜分光
图 10-1 两种中性分光镜的几何形式
薄膜光学与薄膜技术基础
由于基底介质和薄膜都存在色散和吸收，
薄膜光学与薄膜技术基础
况下，应用中对分光镜的反射角（也称分离角） 和分光比都有特定的要求，如果玻璃倾斜放置 并改变入射角也不能满足应用中的分光要求， 这时就需要在玻璃表面镀膜，以得到所需的分 光比。
依据光谱特性来区分，分光镜可分为中性 分光镜和双色分光镜。中性分光镜即将一束光 分成光谱成分相同而传播方向不同的两束光。 中性分光镜仅改变光强，而不改变颜色。双色 分光镜则将谱成份分成两部分，一部分反射， 一部分透射。依据光的偏振特性，将光束分成
10-8（a）对应于入射角 0 400，图10-8（b）
对应于入射角 0 45（0 设计角），图10-8（c） 对应于入射角 0 500。
在某些光学系统中平板分光的背面反射会
造成双像并引进像差，因而必须采用立方棱镜 分光镜。如果采用四分之一波长单层高折射率 介质膜分光，立方棱镜分光的反射率比平板分
薄膜光学与薄膜技术基础
X-射线区域分光镜是由沉积在膜片或基底上 的多层反射膜系构成，膜片或基底要薄，以增 强透射分量。图10-6给出的是X-射线分光的实 测反射和透射曲线，X-射线分光镜的构成是 在0.03µｍ厚的 Si3N4 薄膜上镀11个周期Mo和 Si膜层，入射角为 0.50。
10.1.2 介质膜中性分光
玻璃 n=1.52
图 10-2 玻璃表面镀铬膜及铬膜与玻璃表面之间加镀介质 硫化锌膜的反射率 R、透射率 T 和吸收率 A 的比较
薄膜光学与薄膜技术基础
在玻璃和铬膜之间镀高折射率介质膜可以 减小铬膜的吸收，以增加膜层的透明度。在玻 璃与金属膜之间镀金属膜也可以减小金属膜的 吸收，比如为了减小铝膜的吸收，在玻璃（玻 璃的温度必须加热到 3000C左右）基底的表面 镀一层银膜，然后将铝膜加镀在银膜上，则铝 膜的透明度在波长 1m 处可增加到3.5倍，在 700nm 处可增加2.5倍，而铝膜与空气界面的反 射率仍然保持不变。
薄膜光学与薄膜技术基础
反射率（%）
ห้องสมุดไป่ตู้
70
60
Rs 0 450
ZnS
50
CeO2
46%
R 0 00
42.3%
40
Rp 0 450
30
20
18.5%
10 15.8%
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
n1
图 10-7 不同折射率四分之一波长分光膜
反射率极值曲线
薄膜光学与薄膜技术基础
薄膜光学与薄膜技术基础
约为51%，加镀硫化锌膜后，T+R提高到75%。
结 构
R 0.28 0.09 0.47
T 0.32 0.32 0.32
A 0.40 0.59 0.21
空气 n=1.0
铬 N=2-j3
0.03 0.17 0.32 0.34
0.65 0.49 硫化锌 n=2.4
0.33 0.02 0.42 0.42 0.25 0.56
薄膜光学与薄膜技术基础
第十章 分光镜
曹建章
薄膜光学与薄膜技术基础
在光学系统或光学实验中，通常需要将一 光源的光束分成两束，两束光一束作为参考光， 另一束作为测试光。一般的方法是用分光镜， 使一部分光能量反射，而另一部分光能量透射， 透射光与反射光的比称之为分光比，用T/R表 示。由于反射率和透射率随入射角变化，所以 分光最简单的方法是将玻璃倾斜放置，就可分 离出反射光和透射光。固定玻璃的倾斜角后， 随着入射光入射角的不同，也可得到不同的的 分光比T/R。但是当玻璃的倾角和入射光的入 射角确定之后，分光比就是确定的值。一般情
金属膜平板分光的反射率与入射光的方向 有关,T和R的取值取决于具体的应用。比如,对 于非偏振显微镜上的双目镜,要求 Tp Ts Rp Rs， 见图10-5(a)；对于垂直反光镜，RpTp RsTs 应该 取最大值，见图10-5(b)；在某些干涉仪中,最
薄膜光学与薄膜技术基础
大条纹可见度要求 R1pTp 和 R2 pTp R1sTs R2sTs，见 图10-5(c)。这些条件对于介质膜立方棱镜分光
硫化锌是常用的分光镀膜材料，折射率 n1 2.35，由图可知，在 0 450 时，Ｓ-波偏 振的有效透射率为
Ts Rs 0.46 0.54 0.248
Ｐ-波偏振的有效透射率为
Tp Rp 0.185 0.815 0.151
由此得到非偏振情况下的有效透射率为
TR
1 2
Ts Rs
Tp Rp
1 2
得到不同的分光比。
假设玻璃基底（nG 1.52）上镀四分之一波
长高折射率介质膜（ n1 ），入射介质为空气
（n0 1.0），根据式（3-39），斜入射时中心 波长 0 处的反射率为
R
0 0
Y Y
0 0
Y Y
*
(10-1)
光学等效导纳 Y G cos1 j1 sin 1
cos1 j G 1 sin 1
介质膜分光与金属膜分光相比较，其优点 在于介质膜吸收很小，所以分光效率高。但介 质膜存在色散，且其偏振效应明显，要产生中 性分光比较困难。即使如此，介质膜分光都比 金属膜分光性能要好。
在透明平板基底上镀四分之一波长厚的高 折射率膜，可以增加反射率，减小透射率。因
薄膜光学与薄膜技术基础
此，选择不同折射率的介质作为分光膜，就可
薄膜光学与薄膜技术基础
镍铬铁合金分光膜实测光谱透射和反射曲线。
反射率和透射率
1.0 0.8 0.6 Tp 0.4 0.2
0.00.4 Ts
T
R 0.5 0.6
m
Rs
Rp
0.7
图 10-3 镍铬铁合金分光膜实测反射率和透射率曲线
10-4 马赛克式分光镜
有时由于膜厚不易控制，在入射角给定的
情况下，要得到合适的分光比T/R很难。解决
在光学系统中使用分光镜，通常采用有效 透射率描述其分光效果和性能。有效透射率定 义为分光镜的反射率与透射率的乘积,用 TR表 示。如果R 0.5，T 0.5 ，TR 0.25，这是TR 的
薄膜光学与薄膜技术基础
最佳值，因而对应的也是分光效果和性能最佳 的分光镜。因而对应的也是分光效果和性能最 佳的分光镜。大多数金属分光镜 TR值在０.0８ 到０.１之间。
0.248
0.151
0.2
薄膜光学与薄膜技术基础
可以看出，介质膜分光的有效透射率比金
属膜分光的有效透射率大，分光效果和性能更
好。同样，由图中 Rs和 Rp值数据可计算出二氧
化铈的有效透射率为 TR 0.189 。如果分光膜 用二氧化铈，比硫化锌分光膜更加牢固。
在可见光波段，介质膜的折射率通常小于
薄膜光学与薄膜技术基础
的反射率R、透射率T和吸收率A的测量数值 以及在铬膜（Cr: N =2-j3）和玻璃表面之间加 镀硫化锌（ZnS：n=2.35）膜的反射率R、透 射率T和吸收率A的测量值。由图中数据可以 看出，光正向入射的情况下，加镀硫化锌膜之 后，吸收降低；反向入射，吸收增加。在铬膜 的前表面加玻璃片，光正入射时，吸收大大降 低，反射率和透射率都有提高；光反向入射时， 反射降低，吸收增加，透射不变。根据图中数 据也可以看出，单层铬膜的T+R约为60%，加 镀四分之一波长硫化锌介质膜后，T+R提高到 82%。铬膜前表面加玻璃片，单层铬膜的T+R
入射角变化会引起R和T的变化，且 Rp 和 Rs 、
T
和
p
Ts 也会随入射角的变化而变化，这些都
是设计中性分光镜需要考虑的因素。
10.1.1 金属膜中性分光
在平板基底表面或直角棱镜基底斜面上镀
金属膜就构成金属膜中性分光镜。在可见光区， 金属银的吸收最小，所以可用作金属分光。但 由于银膜的中性较差，在蓝光波段反射率降低， 且机械强度和化学稳定性都不好，因此在平板 分光中很少使用银膜，一般都用在棱镜分光镜
10.1 中性分光镜
常用的中性分光镜有两种几何形式：一种
薄膜光学与薄膜技术基础
分光形式是在透明的平行平板基底上镀一层膜，
如图10-1（a）所示；另一种分光形式是在 450
直角棱镜斜面上镀膜，然后两直角棱镜再胶合 成立方体，如图10-1（b）所示。平板分光透 射光束经过平板，而反射光束未经过平板，两 束光存在光程差。立方棱镜分光反射光束和透 射光束不存在光程差，这是立方棱镜分光的优 点，所以在高性能光学系统中常采用立方棱镜 分光。另外，立方棱镜分光在光学仪器中装配 方便，且膜层不暴露在空气中，不易损害和腐 蚀，因而对膜层材料的机械性能和化学性能要
薄膜光学与薄膜技术基础
金膜（Ni-90%,Cr-10%）和镍铬铁合金膜 （Ni-80%,Cr-14%，Fe-6%）。在 的波段范 围内，镍铬合金具有非常平坦的分光特性。由 于镍铬的蒸发温度不同，蒸镀时温度的高低很 重要，因为温度高低决定镍、铬的百分比， 是比较适合的合金温度。此外，为了提高合金 膜的性能，蒸镀时基底温度需大于 2500C ，蒸 镀后在空气中以 2000C 的温度进行老化处理 1～2小时。铂和铑用作中性分光金属膜，中性 特性很好，机械强度和化学稳定性也很好。图 10-3是在偏振光和非偏振光入射情况下得到的
(10-2)
薄膜光学与薄膜技术基础
而
1
2 0
n1d1 cos1
2 0
0
4
cos1
2
cos1
(10-3)
0 n0 cos0 , 1 n1 cos1, G nG cosG , S 波
0
n0
cos0
, 1
n1
cos1
,G
nG
cosG
,
(10-4)
P波
(10-5)
0 为入射角，1和G 分别为膜层和玻璃基底中 的透射角。玻璃平板 450 角放置,入射角 0 450 ，取不同折射率 n1，分光膜的反射率极值曲线 如图10-7所示。
薄膜光学与薄膜技术基础
反射率和透射率
1.0
0.8
Tp
Rs
0.6
0.4
0.2
0.0
Rp
薄膜光学与薄膜技术基础
为S-偏振光和P-偏振光，这种分光镜称之为偏 振分光镜。偏振分光属于中性分光,即使 Rp 和
Rs值差异很大,但在 450角入射时,如果 0.5Rp Rs
接近于垂直入射的反射率，这种情况也属于中 性分光。按分光镜的几何构型分光镜又分为平 板分光镜和棱镜分光镜，在斜入射时这两种分 光镜都存在偏振效应，大多数实际应用中偏振 效应会造成光学系统性能的劣变，所以需要消 偏振，由此又产生消偏振分光镜。
2.5，因此，对自然光进行分光，要达到分光 比T/R=1，单层介质分光膜很难实现，必须采 用多层介质膜分光。
对于平板分光，通常采用膜系
A LH 2 G
(10-6)
薄膜光学与薄膜技术基础
作为分光膜，其中入射介质A为空气，n0 1.0，
基底G为玻璃，nG 1.52 ,高低折射率介质选择 硫化锌(ZnS: nH 2.35 )和氟化镁(MgF: nL 1.38)。 图10-8就是分光膜（10-6）计算特性曲线，图
问题的办法是把膜层用如图10-4所示的马赛克
图案代替（微波技术中称之为频率谐振表面）。
薄膜光学与薄膜技术基础
黑区是不透明的高反射金属膜，即高反射区， 白区是高透射区。通过控制黑白区面积之比可 得到所需的分光比T/R，而且T+R值很高。应 该注意的是黑白间隔要大于波长两个数量级以 避免引起衍射效应，尤其是间隔小于可见光波 长会产生色差。
薄膜光学与薄膜技术基础
中。 金属铬由于机械强度和化学稳定性都非常
好，且其中性也比较好，分光比随波长的变化 也很小，因此金属膜中性分光镜常用铬膜。在 可见光区铬膜分光反射光束呈白色，透射光束 略带棕色。
由于金属膜都存在吸收，分光效率偏低。 为了减小吸收损耗，可在金属膜分光镜上加镀 一层四分之一波长厚度的介质膜，如图10-2所 示。图中数据是在光垂直入射时，入射光波 长 550nm，玻璃基底（n=1.52）表面镀铬膜
和金属膜立方棱镜分光自然是满足的。
对于X-射线区域分光镜的研究目前仅限
于接近垂直入射的情况，并在很窄的波长范围
内才有效。
（a）
0.5
T
0.3
反射率、透射率
（b）
（c）
R2
R1
图 10-5 平板分光的三中使用方法
0.2
0.0 0.010
R
0.014
0.018
m
0.022
图 10-6 X-射线分光镜的实测特性曲线
薄膜光学与薄膜技术基础
求比较低。为了减小光学系统中的杂散反射 光，分光镜的自由表面一般都镀有增透膜。
反射光
薄膜
入射光
透射光
透明介质平板
反射光 直角棱镜 入射光
直角棱镜
薄膜 透射光
（a）平板分光
（b）棱镜分光
图 10-1 两种中性分光镜的几何形式
薄膜光学与薄膜技术基础
由于基底介质和薄膜都存在色散和吸收，
薄膜光学与薄膜技术基础
况下，应用中对分光镜的反射角（也称分离角） 和分光比都有特定的要求，如果玻璃倾斜放置 并改变入射角也不能满足应用中的分光要求， 这时就需要在玻璃表面镀膜，以得到所需的分 光比。
依据光谱特性来区分，分光镜可分为中性 分光镜和双色分光镜。中性分光镜即将一束光 分成光谱成分相同而传播方向不同的两束光。 中性分光镜仅改变光强，而不改变颜色。双色 分光镜则将谱成份分成两部分，一部分反射， 一部分透射。依据光的偏振特性，将光束分成
10-8（a）对应于入射角 0 400，图10-8（b）
对应于入射角 0 45（0 设计角），图10-8（c） 对应于入射角 0 500。
在某些光学系统中平板分光的背面反射会
造成双像并引进像差，因而必须采用立方棱镜 分光镜。如果采用四分之一波长单层高折射率 介质膜分光，立方棱镜分光的反射率比平板分
薄膜光学与薄膜技术基础
X-射线区域分光镜是由沉积在膜片或基底上 的多层反射膜系构成，膜片或基底要薄，以增 强透射分量。图10-6给出的是X-射线分光的实 测反射和透射曲线，X-射线分光镜的构成是 在0.03µｍ厚的 Si3N4 薄膜上镀11个周期Mo和 Si膜层，入射角为 0.50。
10.1.2 介质膜中性分光
玻璃 n=1.52
图 10-2 玻璃表面镀铬膜及铬膜与玻璃表面之间加镀介质 硫化锌膜的反射率 R、透射率 T 和吸收率 A 的比较
薄膜光学与薄膜技术基础
在玻璃和铬膜之间镀高折射率介质膜可以 减小铬膜的吸收，以增加膜层的透明度。在玻 璃与金属膜之间镀金属膜也可以减小金属膜的 吸收，比如为了减小铝膜的吸收，在玻璃（玻 璃的温度必须加热到 3000C左右）基底的表面 镀一层银膜，然后将铝膜加镀在银膜上，则铝 膜的透明度在波长 1m 处可增加到3.5倍，在 700nm 处可增加2.5倍，而铝膜与空气界面的反 射率仍然保持不变。
薄膜光学与薄膜技术基础
反射率（%）
ห้องสมุดไป่ตู้
70
60
Rs 0 450
ZnS
50
CeO2
46%
R 0 00
42.3%
40
Rp 0 450
30
20
18.5%
10 15.8%
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
n1
图 10-7 不同折射率四分之一波长分光膜
反射率极值曲线
薄膜光学与薄膜技术基础
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约为51%，加镀硫化锌膜后，T+R提高到75%。
结 构
R 0.28 0.09 0.47
T 0.32 0.32 0.32
A 0.40 0.59 0.21
空气 n=1.0
铬 N=2-j3
0.03 0.17 0.32 0.34
0.65 0.49 硫化锌 n=2.4
0.33 0.02 0.42 0.42 0.25 0.56
薄膜光学与薄膜技术基础
第十章 分光镜
曹建章
薄膜光学与薄膜技术基础
在光学系统或光学实验中，通常需要将一 光源的光束分成两束，两束光一束作为参考光， 另一束作为测试光。一般的方法是用分光镜， 使一部分光能量反射，而另一部分光能量透射， 透射光与反射光的比称之为分光比，用T/R表 示。由于反射率和透射率随入射角变化，所以 分光最简单的方法是将玻璃倾斜放置，就可分 离出反射光和透射光。固定玻璃的倾斜角后， 随着入射光入射角的不同，也可得到不同的的 分光比T/R。但是当玻璃的倾角和入射光的入 射角确定之后，分光比就是确定的值。一般情
金属膜平板分光的反射率与入射光的方向 有关,T和R的取值取决于具体的应用。比如,对 于非偏振显微镜上的双目镜,要求 Tp Ts Rp Rs， 见图10-5(a)；对于垂直反光镜，RpTp RsTs 应该 取最大值，见图10-5(b)；在某些干涉仪中,最
薄膜光学与薄膜技术基础
大条纹可见度要求 R1pTp 和 R2 pTp R1sTs R2sTs，见 图10-5(c)。这些条件对于介质膜立方棱镜分光
硫化锌是常用的分光镀膜材料，折射率 n1 2.35，由图可知，在 0 450 时，Ｓ-波偏 振的有效透射率为
Ts Rs 0.46 0.54 0.248
Ｐ-波偏振的有效透射率为
Tp Rp 0.185 0.815 0.151
由此得到非偏振情况下的有效透射率为
TR
1 2
Ts Rs
Tp Rp
1 2
得到不同的分光比。
假设玻璃基底（nG 1.52）上镀四分之一波
长高折射率介质膜（ n1 ），入射介质为空气
（n0 1.0），根据式（3-39），斜入射时中心 波长 0 处的反射率为
R
0 0
Y Y
0 0
Y Y
*
(10-1)
光学等效导纳 Y G cos1 j1 sin 1
cos1 j G 1 sin 1
介质膜分光与金属膜分光相比较，其优点 在于介质膜吸收很小，所以分光效率高。但介 质膜存在色散，且其偏振效应明显，要产生中 性分光比较困难。即使如此，介质膜分光都比 金属膜分光性能要好。
在透明平板基底上镀四分之一波长厚的高 折射率膜，可以增加反射率，减小透射率。因
薄膜光学与薄膜技术基础
此，选择不同折射率的介质作为分光膜，就可
薄膜光学与薄膜技术基础
镍铬铁合金分光膜实测光谱透射和反射曲线。
反射率和透射率
1.0 0.8 0.6 Tp 0.4 0.2
0.00.4 Ts
T
R 0.5 0.6
m
Rs
Rp
0.7
图 10-3 镍铬铁合金分光膜实测反射率和透射率曲线
10-4 马赛克式分光镜
有时由于膜厚不易控制，在入射角给定的
情况下，要得到合适的分光比T/R很难。解决
在光学系统中使用分光镜，通常采用有效 透射率描述其分光效果和性能。有效透射率定 义为分光镜的反射率与透射率的乘积,用 TR表 示。如果R 0.5，T 0.5 ，TR 0.25，这是TR 的
薄膜光学与薄膜技术基础
最佳值，因而对应的也是分光效果和性能最佳 的分光镜。因而对应的也是分光效果和性能最 佳的分光镜。大多数金属分光镜 TR值在０.0８ 到０.１之间。
0.248
0.151
0.2
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可以看出，介质膜分光的有效透射率比金
属膜分光的有效透射率大，分光效果和性能更
好。同样，由图中 Rs和 Rp值数据可计算出二氧
化铈的有效透射率为 TR 0.189 。如果分光膜 用二氧化铈，比硫化锌分光膜更加牢固。
在可见光波段，介质膜的折射率通常小于
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的反射率R、透射率T和吸收率A的测量数值 以及在铬膜（Cr: N =2-j3）和玻璃表面之间加 镀硫化锌（ZnS：n=2.35）膜的反射率R、透 射率T和吸收率A的测量值。由图中数据可以 看出，光正向入射的情况下，加镀硫化锌膜之 后，吸收降低；反向入射，吸收增加。在铬膜 的前表面加玻璃片，光正入射时，吸收大大降 低，反射率和透射率都有提高；光反向入射时， 反射降低，吸收增加，透射不变。根据图中数 据也可以看出，单层铬膜的T+R约为60%，加 镀四分之一波长硫化锌介质膜后，T+R提高到 82%。铬膜前表面加玻璃片，单层铬膜的T+R
入射角变化会引起R和T的变化，且 Rp 和 Rs 、
T
和
p
Ts 也会随入射角的变化而变化，这些都
是设计中性分光镜需要考虑的因素。
10.1.1 金属膜中性分光
在平板基底表面或直角棱镜基底斜面上镀
金属膜就构成金属膜中性分光镜。在可见光区， 金属银的吸收最小，所以可用作金属分光。但 由于银膜的中性较差，在蓝光波段反射率降低， 且机械强度和化学稳定性都不好，因此在平板 分光中很少使用银膜，一般都用在棱镜分光镜
10.1 中性分光镜
常用的中性分光镜有两种几何形式：一种
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分光形式是在透明的平行平板基底上镀一层膜，
如图10-1（a）所示；另一种分光形式是在 450
直角棱镜斜面上镀膜，然后两直角棱镜再胶合 成立方体，如图10-1（b）所示。平板分光透 射光束经过平板，而反射光束未经过平板，两 束光存在光程差。立方棱镜分光反射光束和透 射光束不存在光程差，这是立方棱镜分光的优 点，所以在高性能光学系统中常采用立方棱镜 分光。另外，立方棱镜分光在光学仪器中装配 方便，且膜层不暴露在空气中，不易损害和腐 蚀，因而对膜层材料的机械性能和化学性能要