金属反射膜的镀制与研究论文

郑重申明

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摘要

随着科技技术的发展和经济全球化，当今人类已进入知识经济社会和信息社会。并且伴随“中国制造”的发展，光学制造在中国大陆的土地上方兴未艾，发展迅猛异常。中国光学制造已经开始在国际经济舞台上有了重要的地位，中国的光学玻璃产量和光学零件产量已近名列第一。光学薄膜是改变光学零件表面特征而镀在光学零件表面上的一层或多层膜。可以是金属膜、介质膜或这两类膜的组合。光学薄膜是各种先进光电技术中不可缺少的一部分，它不仅能改善系统性能，而且是满足设计目标的必要手段，光学薄膜的应用领域设及光学系统的各个方面，包括激光系统，光通信，光显示，光储存等，主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用，获得了科学技术工作者的日益重视。光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。以常用金属反射膜（铝膜、银膜、金膜、铬）为例，本论文主要介绍了金属反射膜的结构特点、材料及应用范围。且详细的说明了其镀制方法。针对每种膜的特点提出镀制中出现的问题，并进行研究与探索。

关键词：光学薄膜；光电制造技术；金属反射膜；光电技术

目录

1 引言 (1)

2 光学薄膜原理及分类 (2)

2.1光学薄膜的定义 (2)

2.2薄膜干涉原理 (3)

2.2.1光的波动性 (3)

2.2.2薄膜干涉 (5)

2.3光学薄膜特点分类 (7)

3 金属反射膜的特性 (9)

4 常用金属反射膜的镀制与研究 (15)

4.1 铝膜（Al） (16)

4.1.1铝膜的特性 (16)

4.1.2铝膜的镀制 (17)

4.1.3镀制铝膜常见问题 (19)

4.2 银膜(Ag) (20)

4.2.1银膜的特性 (21)

4.2.2银膜的制备及常见问题 (21)

4.3 金膜（Au） (24)

4.4 铬膜（Cr） (25)

5 结论 (27)

6 参考文献 (28)

7 致谢 (30)

1 引言

光学薄膜在我们的生活中无处不在，从精密及光学设备、显示器设备到日常生活中的光学薄膜应用；比方说，平时戴的眼镜、数码相机、各式家电用品，或者是钞票上的防伪技术，皆能被称之为光学薄膜技术应用之延伸。倘若没有光学薄膜技术作为发展基础，近代光电、通讯或是镭射技术将无法有所进展，这也显示出光学薄膜技术研究发展的重要性能源、信息和生物技术被称为现代社会的三大支柱，而材料科学有事能源、信息和生物技术的基础。特别市近20来，由于材料科学与薄膜技术的结合，薄膜技术对材料新功能的不断需求，使光学薄膜材料的品种、应用范围以及使用数量以惊人的速度增加。因此，镀膜技术的发展，时刻伴随并强有力地推动着薄膜材料的发展和完善，薄膜材料与薄膜技术形成了密不可分的相辅相成关系。从用途和用量上看，近年来。由于人们生活质量的提高，使加膜眼镜片、、冷光片和日用彩色装饰业的工业化进程加快，就目前掌握的情况来看。可预计，大批量、低成本的镀膜材料制备工艺将会有力地促进光学薄膜材料的品种、用途及生产规模的飞跃。

目前，光学镀膜材料常用品种已达60余种，而且其品种、应用功能还在不断被开发。近年来以发展到了金属膜系，当金、银、铜和铝的厚度为7～20um时，其对可见光的透射率为50%，而红外光透射率小于10%，这种薄膜已成功地应用于阿波罗宇宙飞船的面板，用于透过部分可见光，而反射几乎全部的红外光以进行热控制。

本论文介绍光学薄膜的特性原理，主要介绍了金属反射膜的结构特点、材料及应用范围。以常用金属反射膜（铝膜、银膜、金膜）为例，详细的说明了其镀制方法。针对每种膜的特点提出镀制中出现的问题，并进行研究与探索。

2 光学薄膜原理及分类

薄膜光学是物理光学的一个重要部分，是研究光在分光介质中传播规律的一门科学。它由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。本章主要介绍光学薄膜的干涉原理及光学薄膜的分类。

2.1光学薄膜的定义

由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束一类光学介质材料，光学薄膜的应用始于

20世纪30年代，光学薄膜已经广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。制备条要求件高而精。

光学薄膜的定义是：涉及光在传播路径过程中，附着在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透（折）射和偏振等特性，以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或偏振分离等各特殊形态的光。

光学薄膜在我们的生活中无处不在，从精密及光学设备、显示器设备到日常生活中的光学薄膜应用；比方说，平时戴的眼镜、数码相机、各式家电用品，或者是钞票上的防伪技术，皆能被称之为光学薄膜技术应用之延伸。倘若没有光学薄膜技术作为发展基础，近代光电、通讯或是镭射技术将无法有所进展，这也显示出光学薄膜技术研究发展的重要性。

光学薄膜系指在光学元件或独立基板上，制镀上或涂布一层或多层介电质膜或金属膜或这两类膜的组合，以改变光波之传递特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变。故经由适当设计可以调变不同波段元件表面之穿透率及反射率，亦可以使不同偏振平面的光具有不同的特性。

一般来说，光学薄膜的生产方式主要分为干法和湿法的生产工艺。所谓的干式就是没有液体出现在整个加工过程中，例如真空蒸镀是在一真空环境中，以电能加热固体原物料，经升华成气体后附着在一个固体基材的表面上，完成涂布加工。日常生活中所看到装饰用的金色、银色或具金属质感的包装膜，就是以干式涂布方式制造的产品。但是在实际量产的考虑下，干式涂布运用的范围小于湿式涂布。湿式涂布一般的做法是把具有各种功能的成分混合成液态涂料，以不同的加工方式涂布在基材上，然后使液态涂料干燥固化做成产品。

2.2 薄膜干涉原理

2.2.1 光的波动性