减反射膜jianfanshemo
为减少光学元件表面的反射率,增加透射光能而镀制在元件表面的薄膜。又称增透膜。最简单的增透膜是单层膜。光射到空气与膜的界面时有一束反射光,进入膜内的折射光又被膜与元件的界面所反射,两束反射光产生干涉。空气折射率为n0,膜的折射率为n1,元件的折射率为n2,一般有n012。当膜的光学厚度n1d(d为膜的厚度)为λ/4时,对波长为λ的垂直入射光,两束反射光为干涉极小,而透射光为干涉极大,即反射率最小,而透射光能最大。此时的反射率为
R=(n0n2-n21)2/(n0n2+n21)2
常用玻璃的折射率为n2=1.52,用氟化镁(MgF2)来镀膜,它的折射率为1.38,此时,反射率从未镀膜时的4%下降到1.3%。如果n1=
,反射率为零,对常用玻璃,就要求n1=1.23,但这种材料尚未找到。
镀制多层膜,可取得特殊的增透效果,如使反射率为零,或在较宽的波长范围内增透。一般每层标准膜的光学厚度为选定波长λ的1/4,高折射率的标准膜(如硫化锌膜,折射率为2.35)记为H,低折射率的标准膜(如氟化镁膜)记为L。用G代表光学元件,A代表空气。若镀膜后的结构为
G(0.5L)(HLHL……HL)(0.5L)A
(0.5表示厚度为标准模的一半),对来自各界面的多束反射光为干涉极小。理论上,这种多层介质膜可使R趋于零,但由于膜的散射和吸收,实际上光能并不能全部透射。镀制多层膜还可得到反射膜。如镀膜后的结构为G(HLHL…HL)HA,这种多层膜对选定波长的多束反射光为干涉极大,其反射率甚大于未镀膜时的反射率。镀金属材料膜也可获得高反射率,如铝膜对紫外光有高反射率,金、银和铜膜对红外光有高反射率,而铝和银膜对可见光有高反射率。
减反射膜和反射膜有广泛应用。如在电影放映机镜头上镀双层膜,可使它对较宽波长范围内的光反射率较低,且近似相等。而激光腔两端的腔镜镀多层介质膜,其反射率可高达99.9%。寻找新材料,设计新的膜系结构,改进镀膜工艺,提高膜层的强度等,仍是镀膜技术的研究课题。