光学镀膜
合集下载
相关主题
- 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)。
2）保护银，红外区常用金、银
＞95%可见光区 ＞98%微米红外区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
3）保护金 ：在0.65微米后的红外光区具有非常高的 反射率
＞95%0.65-2微米 ＞98%2-12微米红外光区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
1）保护铝：在紫外区常用的金属薄材料是铝，在可 见光区常用铝（和银）
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
R>88%@可见光区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
增透膜
单层增透膜： 理论解析 ： 若是由介质 n1垂直入射至 n2 反射率＝[ (n2 －n1) / (n1+n2) ]2 穿透率＝4n1n2 / (n1+n2)2 若是空气的折射率是 1.0 ，镀膜的折射率 nc (例如：1.5) ，玻璃
的折射率 n (例如：1.8) （1）由空气直接进入玻璃 穿透率＝ 4×1.0×1.8 / ( 1+1.8 )2＝91.84% （2）由空气进入镀膜后再进入玻璃 穿透率＝[ 4×1.0×1.5 / ( 1+1.5 )2] × [ 4×1.5×1.8 /
分光膜-二向色分光膜
4）二向色分光膜 按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可 以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是， 波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光， 二者都要求有一定形状的光谱曲线 应用于多波段光源、荧光显微镜、生物芯片阅读 仪等光学光谱仪器
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
入射光偏振态
任意偏振光 自然光
出射光偏振态 s偏振光和p偏振光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-消偏振分光膜：
3）消偏振分光膜：对光能有一定的吸收，但对偏振 态很不敏感，适用于可调谐激光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
光学镀膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分类
增透膜 单层增透 多层增透 反射膜 金属反射膜 介质反射膜 分光膜 普通分光 偏振分光 消偏振分光 二相色分光膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-消偏振分光膜：
常用指标：
反射率/透过率：︱Ts- Tp︱<5% ︱Rs-Rp︱<5%
出射光束偏转：0°±3′（T）， 90°±5′（R）
入射光入射角：0°±2°
入射光偏振态
出射光偏振态
偏振光 自然光
与入射光偏振态相同
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
谢谢！
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
多层增透膜 1）多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长光进 行反复干涉相消以使得反射率达到最小 2）多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反 射光都进行干涉相消从而达到对一个宽波段的光增 透
出射光束偏转：0°±3′ （T）,90°±5′（R）
入射光入射角：0°±3°
入射光偏振态
出射光偏振态
45线偏振光 圆偏振光
自然光
部分偏振光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
2）偏振分光膜： 偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成 的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱 镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应； 平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射 膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-介质反射膜：
一般指标：R>99.5%@可见光或指定波段
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜
主要作用是把入射光分为反射光和透射光两部分的 一种薄膜元件。分光膜可以用作各类激光器谐振腔 （平平腔、共焦腔、共心腔、凹凸腔、半共心腔等） 的腔镜，也可以用作激光器外围光路衰减光强的元 件等。分光膜可用于高功率激光或大能量激光，也 可用于普通的各种工业化激光器。总之在光通讯、 激光工业、激光显示、医学设备、勘测设备、精密 仪器及半导体等领域都有用到
分光膜-二向色分光膜和滤光膜
长波通
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-二向色分光膜和滤光膜
短波通
通用指标 开关波长 截止区截止深度：＜1% 开关波段带宽： ＜10nm
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE CorpHale Waihona Puke Baiduration. All rights reserved.
增透膜
用途： 所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜、 显微镜等各种视觉观察和测量系统
指标说明 ： 单层增透：对于一般玻璃反射R<1.5%@532nm， 在可见光区可做到R<2% 多层窄带增透：可做到R<0.1%@所需波长 多层宽带增透：可做到Rave<0.5%@可见光区
( 1.5+1.8 )2]＝95.2%
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
光线（黑色）射到增透膜上，有 一部分反射出来（蓝色）；有一 部分折射入增透膜（青色），又 经增透膜第二面反射（黄色）， 再折射出来（红色）。 由于青色，黄色光行程为两个1/4 波长，即0.5倍波长。因此红色和 蓝色两列光相位差为半波长，叠 加而抵消。即光能都进入增透膜 后进入镜头。故叫增透。单层增 透膜厚度都是需要增透波长的1/4
名称
应用
说明
偏振分光膜 法拉第电流传感器
利用磁光效应改变光的偏振面，当电流变
化，由于磁性变化导致光在导光棒中偏振 面的改变，从而测量电流，由于需要对光 起偏和检偏，且检偏需要分光以检测S和P 光在不同电流影响下的分光比 ，所以需要
用到偏振分光棱镜，高级的传感器用到的 偏振器实际是格兰泰勒棱镜等高偏振度， 高透过率的元件
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
疑问： 反射回来干涉相消了，怎么就增透了呢？ 回答：
光具有能量 对同频率的光，光强越大，能量越大， 在照射光的能量不变的前提下，增透膜减少反射光 的光强（能量），根据能量守恒，入射光的能量必 然增加 光强增大 也就是所谓“增透”，这里增透 是指增加入射光能量，绿光反射回来后相互抵消了， 从能量上来说光的能量没有消耗，这就相当于进入 的光能要大了，达到增透效果
带通膜
带通膜
通用指标 截止区截止深度：＜0.1% 半带宽 ＜10nm
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
作业：
作业： 分光膜：普通分光，偏振分光，消偏振分光 滤光膜或二向色分光膜：长波通，短波通，带通 任选四个找出其应用的具体实力及说明
例子：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
常用指标：
消光比：Tp/Ts＞500:1 Rs:Rp>95:5 出射光束偏转：0°±3′（T），90°±5′（R） 入射光入射角：0°±2°
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
1）能量分光膜：（普通分光膜） 按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，这 种薄膜有时仅考虑某一波长，叫做单色分光膜；有 时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜；用于可 见光的宽带分光膜，又叫做中性分光膜。这种膜也 常在斜入射下应用，由于偏振的影响，二束光的偏 振状态可以相差很多,在有些工作中，可以不考虑 这种差别,但在另一些工作中（例如某些干涉仪）， 则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备 消偏振膜。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜
金属反射膜 基本原理 ：一般金属都具有较大的消光系数，当 光束由空气入射到金属表面时，进入金属内的光振 幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少， 而反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越迅 速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
常用指标：
透射率/反射率：
50/50±5%T＝（Ts+Tp）/2, R= （Rs+Rp）/2
反射膜-介质反射膜：
介质反射膜： 基本原理：电介质反射膜是建立在多光束干涉基础 上的。与增透膜相反，在光学表面上镀一层折射率 高于基体材料的薄膜，就可以增加光学表面的反射 率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材 料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长 的四分一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的 反射光矢量，振动方向相同。合成振幅随着薄膜层 数的增加而增加
＞95%可见光区 ＞98%微米红外区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
3）保护金 ：在0.65微米后的红外光区具有非常高的 反射率
＞95%0.65-2微米 ＞98%2-12微米红外光区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
1）保护铝：在紫外区常用的金属薄材料是铝，在可 见光区常用铝（和银）
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
R>88%@可见光区
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-金属反射膜
增透膜
单层增透膜： 理论解析 ： 若是由介质 n1垂直入射至 n2 反射率＝[ (n2 －n1) / (n1+n2) ]2 穿透率＝4n1n2 / (n1+n2)2 若是空气的折射率是 1.0 ，镀膜的折射率 nc (例如：1.5) ，玻璃
的折射率 n (例如：1.8) （1）由空气直接进入玻璃 穿透率＝ 4×1.0×1.8 / ( 1+1.8 )2＝91.84% （2）由空气进入镀膜后再进入玻璃 穿透率＝[ 4×1.0×1.5 / ( 1+1.5 )2] × [ 4×1.5×1.8 /
分光膜-二向色分光膜
4）二向色分光膜 按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可 以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是， 波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光， 二者都要求有一定形状的光谱曲线 应用于多波段光源、荧光显微镜、生物芯片阅读 仪等光学光谱仪器
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
入射光偏振态
任意偏振光 自然光
出射光偏振态 s偏振光和p偏振光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-消偏振分光膜：
3）消偏振分光膜：对光能有一定的吸收，但对偏振 态很不敏感，适用于可调谐激光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
光学镀膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分类
增透膜 单层增透 多层增透 反射膜 金属反射膜 介质反射膜 分光膜 普通分光 偏振分光 消偏振分光 二相色分光膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-消偏振分光膜：
常用指标：
反射率/透过率：︱Ts- Tp︱<5% ︱Rs-Rp︱<5%
出射光束偏转：0°±3′（T）， 90°±5′（R）
入射光入射角：0°±2°
入射光偏振态
出射光偏振态
偏振光 自然光
与入射光偏振态相同
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
谢谢！
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
多层增透膜 1）多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长光进 行反复干涉相消以使得反射率达到最小 2）多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反 射光都进行干涉相消从而达到对一个宽波段的光增 透
出射光束偏转：0°±3′ （T）,90°±5′（R）
入射光入射角：0°±3°
入射光偏振态
出射光偏振态
45线偏振光 圆偏振光
自然光
部分偏振光
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
2）偏振分光膜： 偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成 的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱 镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应； 平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射 膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜-介质反射膜：
一般指标：R>99.5%@可见光或指定波段
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜
主要作用是把入射光分为反射光和透射光两部分的 一种薄膜元件。分光膜可以用作各类激光器谐振腔 （平平腔、共焦腔、共心腔、凹凸腔、半共心腔等） 的腔镜，也可以用作激光器外围光路衰减光强的元 件等。分光膜可用于高功率激光或大能量激光，也 可用于普通的各种工业化激光器。总之在光通讯、 激光工业、激光显示、医学设备、勘测设备、精密 仪器及半导体等领域都有用到
分光膜-二向色分光膜和滤光膜
长波通
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-二向色分光膜和滤光膜
短波通
通用指标 开关波长 截止区截止深度：＜1% 开关波段带宽： ＜10nm
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
© 2006, ZTE CorpHale Waihona Puke Baiduration. All rights reserved.
增透膜
用途： 所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜、 显微镜等各种视觉观察和测量系统
指标说明 ： 单层增透：对于一般玻璃反射R<1.5%@532nm， 在可见光区可做到R<2% 多层窄带增透：可做到R<0.1%@所需波长 多层宽带增透：可做到Rave<0.5%@可见光区
( 1.5+1.8 )2]＝95.2%
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
光线（黑色）射到增透膜上，有 一部分反射出来（蓝色）；有一 部分折射入增透膜（青色），又 经增透膜第二面反射（黄色）， 再折射出来（红色）。 由于青色，黄色光行程为两个1/4 波长，即0.5倍波长。因此红色和 蓝色两列光相位差为半波长，叠 加而抵消。即光能都进入增透膜 后进入镜头。故叫增透。单层增 透膜厚度都是需要增透波长的1/4
名称
应用
说明
偏振分光膜 法拉第电流传感器
利用磁光效应改变光的偏振面，当电流变
化，由于磁性变化导致光在导光棒中偏振 面的改变，从而测量电流，由于需要对光 起偏和检偏，且检偏需要分光以检测S和P 光在不同电流影响下的分光比 ，所以需要
用到偏振分光棱镜，高级的传感器用到的 偏振器实际是格兰泰勒棱镜等高偏振度， 高透过率的元件
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
增透膜
疑问： 反射回来干涉相消了，怎么就增透了呢？ 回答：
光具有能量 对同频率的光，光强越大，能量越大， 在照射光的能量不变的前提下，增透膜减少反射光 的光强（能量），根据能量守恒，入射光的能量必 然增加 光强增大 也就是所谓“增透”，这里增透 是指增加入射光能量，绿光反射回来后相互抵消了， 从能量上来说光的能量没有消耗，这就相当于进入 的光能要大了，达到增透效果
带通膜
带通膜
通用指标 截止区截止深度：＜0.1% 半带宽 ＜10nm
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
作业：
作业： 分光膜：普通分光，偏振分光，消偏振分光 滤光膜或二向色分光膜：长波通，短波通，带通 任选四个找出其应用的具体实力及说明
例子：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-偏振分光膜：
常用指标：
消光比：Tp/Ts＞500:1 Rs:Rp>95:5 出射光束偏转：0°±3′（T），90°±5′（R） 入射光入射角：0°±2°
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
1）能量分光膜：（普通分光膜） 按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，这 种薄膜有时仅考虑某一波长，叫做单色分光膜；有 时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜；用于可 见光的宽带分光膜，又叫做中性分光膜。这种膜也 常在斜入射下应用，由于偏振的影响，二束光的偏 振状态可以相差很多,在有些工作中，可以不考虑 这种差别,但在另一些工作中（例如某些干涉仪）， 则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备 消偏振膜。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
反射膜
金属反射膜 基本原理 ：一般金属都具有较大的消光系数，当 光束由空气入射到金属表面时，进入金属内的光振 幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少， 而反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越迅 速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
© 2006, ZTE Corporation. All rights reserved.
分光膜-能量分光膜：
常用指标：
透射率/反射率：
50/50±5%T＝（Ts+Tp）/2, R= （Rs+Rp）/2
反射膜-介质反射膜：
介质反射膜： 基本原理：电介质反射膜是建立在多光束干涉基础 上的。与增透膜相反，在光学表面上镀一层折射率 高于基体材料的薄膜，就可以增加光学表面的反射 率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材 料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长 的四分一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的 反射光矢量，振动方向相同。合成振幅随着薄膜层 数的增加而增加