当前位置：文档之家 › 典型膜系4-滤光片

典型膜系4-滤光片

  • 格式：ppt
  • 大小：356.00 KB
  • 文档页数：39

下载文档原格式

  / 39

合集下载

现代光学薄膜制造技术讲义

现代光学薄膜制造技术讲义
50于是我们将上面膜系的中心波长由800nm改为760nm使得650nm处t50在可见光区波纹太大第二步用传统的短波通膜系理论膜系改成g05lhl116l132hl132h066la0760nm共37这时膜系在650nm波长外t50在700nm至1200nm光被截止在可见光区的400nm630nm的通带区波纹有所改进第三步优化400nm630nm可见区的透过率设在上述波长tmin95tmax100优化后反射截止区不变在400nm630nm95为了今后工艺上的方便膜系中的05l光省略将36116l132hl132h066la优化得到一个36g131h1129l1079h1078h1034l101l099h101l39099hl099h101l101h103l101h116l13h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h132l132h066la这36层膜在400nm630nm95在650nm50在700nm1150nmuv膜设计要截止紫外300nm400nm的uv镜的设计要简单得多一般来说用标准的长波通膜系就可以得到比较好的结果
G|HLHLHLHLHLHLHLHLH |A
nH 为 Ta2O5 n≈2.05
n =1.45
L
在现在的计算程序中，考虑到了色散。λ 0＝350nm。
（2）上述膜系在可见光区有激烈的波动。透射光带有颜色。要
在可见光区得到一条平坦， T≥95%的曲线可用薄膜光学中的长波通膜 系，即将上述膜系改为：
G|0.5HLHLHLHLHLHLHLHL0.5H |A
3
是一个严重的缺点。 实验发现，用极值法生产单色滤光片时有很高的定位精度。但同 时我们却发现：在单色滤光片的次峰严重变形，偏离理论值，而这时 用石晶法监控的产品则其次峰要规矩得多。 用石晶控法生产的膜系，膜层的误差没有补偿和传递作用。因此 虽然它在单一波长处误差较大，但从宽波长范围来说，其整体误差较 小。 如果我们要制造一个超宽带的增透膜（450nm～1150nm） (1)如单一波长的光控制造，其产品会经常 出现废品，次品会增 多。 (2)用石英晶控法生产，成品率高是一种好的选择。 (3)如现有设备只有光控时，可使用变波长监控， 切断每层膜的误 差传递。会有比较好的制造效果。 c.膜系设计中的灵敏度误差 膜系制造中的误差，我们已经讲了两个（a）膜层厚度判定方法误 差： (b)膜层厚度补偿误差。现在我们来讲座膜系设计中的灵敏 度误差！ 应该说，对于给定的光谱曲线，我们可以设计很多种不同的 膜系来实现。现在的问题是哪种膜系设计好？哪种膜系设计差？ 我们必须进行膜系膜层误差分析，摒弃那些对制造误差有非常严 重要求的膜系，最后选取有高成品率有优良光学性能的膜系。为 此我们要做到：

光学薄膜的知识

光学薄膜的知识

1mmHg=1.00000014Torr
13
初真空
低真空
高真空 超高真空
真空度Pa
>103
103~10-1
10-1~10-6
<10-6
平均自由 程（cm)
<10-4
10-4~5
5~105
>105
气流特点
1.以气体分子 间的碰撞为主
2.粘滞流
过渡区域
1.以气体分子 与器壁的碰撞 为主
2.分子流
平均吸 附 时间
35
四、辅助系统
加温——————温度测量与控制 充气——————真空度测量与压强控制 工件架——————公、自转，均匀性调整 离子轰击——————直流与射频 比较片架——————透射、反射、内反射
36
五、薄膜材料
透明区 折射率 强度 激光阈值 蒸发方法
1、金属材料：铝、铬、银、金等
2、介质和半导体材料
32
三、控制系统 1、时间 2、颜色 3、光学控制 4、石英晶体震荡控制
33
光学膜厚监控系统
34
石英晶体法监控膜厚
主要是利用了石英晶体的两个效应，即压电效应和质量负荷 效应。 石英晶体的压电效应的固有频率不仅取决于其几何尺寸、切 割类型，而且还取决于晶片的厚度。当晶片上镀了某种膜层， 使晶片的厚度增大，则晶片的固有频率会相应的衰减。石英 晶体的这个效应是质量负荷效应。石英晶体膜厚监控仪就是 通过测量频率或与频率有关的量进行膜厚测量的。
12
15
机械泵原理图
16
17
油扩散泵
18
扩散泵示意图
19
注意事项：
1、不能在泵内气压高于1帕时加热扩散泵；已工作的扩散 泵停止加热后，应继续用机械泵抽空，直至冷却，否则泵 油易氧化变质。

滤光片原理介绍&膜面识别

滤光片原理介绍&膜面识别
备注：通讯常用的波长在1200~1700nm之间，可见光波长在400~700nm之间， 由于我们的滤光片一般都是用于通讯波长，因此可见光波长在膜层设计时是 无法做到管控的，所以会出现不同的滤光片有不同的颜色。
膜层颜色差异说明
滤光片镀出来的膜层一般都会带有颜色，但是滤光片本身会存在一定 的波长分布，所以即便是同一款滤光片，其颜色也会存在一些差异。 因此我们在使用滤光片的过程中发现颜色有轻微差异的话，这种情况 是正常的。
滤光片通用膜层识别方法
HR面：由于HR面是实现滤光片光学功能的膜层，因此一般镀的膜层都比较厚， 并且对可见光的透过率较低。因此在显微镜或者灯光下目视时，会发现其比 较不容易看到AR面。
AR面：AR面的作用是减少光反射，因此AR膜层的透光率比较高。在显镜 或者灯光下目视时，会发现很容易就能透过AR面看到下面的HR面。
T1310-R1550-45D
R1310-T1490-R1550-0D
滤光片膜面识别
膜层简介
滤光片一般都是双面进行镀膜。 其中一面镀功能膜，又称之为 “HR” 膜层； 另外一面镀减反射膜，又称之为 “AR” 膜层。 HR: 功能膜层，就是实现滤光片光学性能的膜层，它是滤光片的主要 膜层，实现通光和截止光的功能。 AR：减反射膜层，由于未镀膜的玻璃表面存在4%的反射，如果不进 行处理，那么会导致通光率降低，插损变大，因此需要对其镀减反膜。

光学薄膜技术复习提纲讲解

光学薄膜技术复习提纲讲解

光学薄膜技术复习提纲、典型膜系减反射膜（增透膜）1、减反射膜的主要功能是什么？是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量,减少或消除系统的杂散光。

★ 2、单层减反射膜的最低反射率公式并计算厂 宀 >2llo —111 /11；#-1R= ------------<山+爲沁+/★ 3、掌握常见的多层膜系表达，例如 G| H L | A 代表什么？ G| 2 H L | A ? ★ 4、什么是规整膜系？非规整膜系？把全部由入0/4整数倍厚度组成的膜系称为规整膜系，反之为非规整膜系。

★ 5、单层减反射膜只能对某个波长和它附近的较窄波段内的光波起增透作用。

为了在较宽的光谱范围达到更有效的增透效果，常采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。

★ 6 V 形膜、W 形膜的膜系结构以及它们的特征曲线。

P16-17㈡高反射膜★ 1、镀制金属反射膜常用的材料有铝（AI ）、银（Ag ）、金（Au ）、铬等。

★ 2、金属反射膜四点特性。

P29① 高反射波段非常宽阔，可以覆盖几乎全部光谱范围，当然，就每一种具体的金属而言，它都有自己最佳的反射波段。

V --G I HL|A/M |=!!膜/ fix一上 —\><WG | 2HL | A 0400 450500 550600650 700VUavelsnqth (rm )432<L>yuf5o2lpu家②各种金属膜层与基底的附着能力有较大差距。

如Al、Cr、Ni （镍）与玻璃附着牢固；而Au、Ag与玻璃附着能力很差。

③金属膜层的化学稳定性较差，易被环境气体腐蚀。

④膜层软，易划伤。

㈢分光膜1什么是分光膜？中性分束镜能够在一定波段内把一束光按比例分成光谱成分相同的两束光，也即它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和反射率之比值一一透反比。

因而反射光和透射光不带有颜色，呈色中性。

★2、归纳金属、介质分束镜的优缺点：金属分束镜p32优点：中性好，光谱范围宽，偏振效应小，制作简单缺点：吸收大，分光效率低。

薄膜光学技术

薄膜光学技术
b、 通带波形近似为三角形; c、 通带两侧截止区很窄; d、 制造工艺难度较大、
全介质滤光片得带宽
如果两个反射膜对称,而且反射率足够高,则
F 4R12 4 (1 R12 )2 T122
2 20 sin1 T12
m
2
当层数给定时,用高折射率层作为最外层将得到最大反射率, 所以,实际上只有两种情况需要考虑、即
G/H(LH)x2L(HL)xH/A G/HLHLHLHL2LHLHLHLHLH/A
3、 全“介质多半波”型
“多半波”就是指膜系中有多个λ0/2 间隔层。 双半波型: G HL2H(LH)2L2HLH G
G LH2L(HL)3H2LHLH A 三半波型: G LHL(LHLHLHLHL)2LHL A 五半波型: G LHL(LHLHLHL)4LHLHL A 特点:
2、 全“介质单半波”型
反射膜/半波间隔层/反射膜
G/ ( HL )m [ k ( 2H ) ] ( LH )m /G G/ ( HL )m H [ k ( 2L ) ] H ( LH )m /G 特点:
a、 A, S 很小, R1 , R2 很高, ∴ T0 ~ 90%
2 0 ~ 1 500
Tmax
T122 (1 R12 )2
T122 (T12 A12 )2
1 (1 A12 / T12 )2
这说明 :反射膜得透射率愈低或吸收、散射愈大,则 峰值透射率愈低、
A+S ~ 0、5% , R ~ 98、8% , T max ~ 50% ; A+S ~ 1% , R ~ 98、8% , T max ~ 30% 、
Y12
nH2 x 1 nL2 x 1
nH2 nG
nH2 X nL2 x 1nG

光学滤光片镀膜原理

光学滤光片镀膜原理

光学滤光片镀膜原理
光学滤光片镀膜的原理主要是通过在光学元件表面涂覆一层特殊的薄膜，以改变光的透射、反射和吸收等特性。

这种镀膜技术可以用来实现各种光学效果，例如增透、反射、干涉、偏振等。

在光学滤光片镀膜过程中，通常使用物理或化学气相沉积（PVD或CVD）技术，将所需的薄膜材料以原子或分子的形式均匀地沉积在光学元件的表面。

这些薄膜材料可以是金属、介质或半导体材料，其厚度和组成可以精确控制，以达到所需的光学性能。

通过选择不同的薄膜材料和工艺参数，可以在光学元件表面形成具有特定光学特性的薄膜，从而实现不同的光学效果。

例如，增透膜可以减少光学元件表面的反射光，提高透射光的透过率；反射膜可以增加光学元件表面的反射光，常用于制作反射镜或反射式滤光片；干涉膜可以利用光的干涉原理，改变光学元件的透射光谱特性，常用于制作干涉滤光片或全息滤光片等。

总之，光学滤光片镀膜是通过在光学元件表面涂覆一层特殊的薄膜，利用不同的薄膜材料和工艺参数，实现所需的光学效果。

这种镀膜技术可以提高光学元件的性能和稳定性，广泛应用于光学仪器、摄影器材、医疗设备等领域。

光学镀膜膜系类型 -回复

光学镀膜膜系类型-回复什么是光学镀膜？光学镀膜是指在光学元件的表面涂覆一层特定的薄膜，用于改变光的传播性质和增强特定光学性能。

薄膜的组成和结构在很大程度上决定了光学元件的反射、透射和吸收特性。

光学镀膜膜系类型主要有以下几种：单层膜系、多层膜系、分层膜系和激光镀膜膜系。

1. 单层膜系：单层膜系是指在基底上仅涂覆一层薄膜。

单层膜系通常用于增强或减弱特定波长的透射或反射。

例如，透明玻璃上涂覆一层反射膜，可使玻璃具有反射镜的作用。

单层膜系相对简单，适用于需求简单的光学元件。

2. 多层膜系：多层膜系是指在基底上涂覆多层薄膜。

多层膜系通过控制各层膜的厚度和折射率，使得光在不同层之间发生干涉，从而实现特定的光学效果。

多层膜系常用于光学滤光片、光学分束器等器件中。

多层膜系可以实现更加复杂的光学性能，如增强特定波段的透射、抑制某些波长的反射等。

3. 分层膜系：分层膜系是一种特殊的多层膜系，它由多个周期性的薄膜层组成。

每个周期包含若干分层单元，每个单元的膜厚和折射率均不同。

分层膜系能够在更宽的波段范围内实现较高的透过率和反射率。

它在激光技术、红外光学、太阳能电池等领域有着重要应用。

4. 激光镀膜膜系：激光镀膜膜系是一种特殊的多层膜系，用于提高光学元件对激光光束的透射和反射效果。

激光镀膜膜系通常由非对称的多层薄膜组成，可以选择性地增强或抑制特定波长的透射和反射，以满足激光技术的要求。

这些光学镀膜膜系类型在科学研究、工业生产和日常生活中都有广泛的应用。

它们的发展不仅提高了光学元件的光学性能，还推动了科学技术的进步。

未来，随着材料科学和光学技术的发展，我们有理由相信光学镀膜膜系类型将会越来越多样化，为人们带来更多惊喜。

滤光片的作用和原理

滤光片的作用和原理
滤光片（也称为光学滤波器）是一种光学装置，用于选择性地通过一定波长范围的光，并阻挡其他波长范围的光线。

它的作用是通过调节或选择光的波长，改变或调整光的性质。

滤光片的原理主要基于波长选择性吸收、透过或反射，以及多层膜膜系的干涉效应。

常见的滤光片有吸收型滤光片、透过型滤光片和反射型滤光片。

- 吸收型滤光片：吸收型滤光片通过吸收不需要的波长范围的光，只允许特定波长范围的光通过。

它通常由特殊染料或金属离子组成，这些材料对特定波长的光有较强的吸收能力。

- 透过型滤光片：透过型滤光片通过特殊的光学多层膜涂层，将不需要的波长范围的光线反射或吸收，只透过特定波长范围的光。

多层膜的厚度和折射率的设计使特定波长光的相长干涉得到加强，从而实现选择性透过。

- 反射型滤光片：反射型滤光片通过在光学表面上沉积特殊的多层膜，实现对特定波长范围的光线的反射，而允许其他波长的光线透过。

滤光片可以应用于各种领域，如摄影、光学仪器、激光技术和光通信等，用于实现光波的分离、调节和调制等功能。

光学镀膜膜系设计

光学镀膜膜系设计光学镀膜是一种将硅、氮、氧和金属等材料通过真空蒸发、溅射或化学反应等方式沉积在光学器件表面的制造技术，以改善或增强光学器件的传输、反射、吸收或分散光线的特性。

在现代光学领域中，光学镀膜已成为一种广泛应用的技术，可用于制造各种光学器件，如分光镜、反射镜、磨镜片、滤光片等。

在设计光学镀膜膜系时，需要考虑的因素较多，包括基片类型、材料选择、厚度分配、膜层结构和沉积方法等。

下面将对这些因素进行详细说明。

1、基片类型基片是进行光学镀膜的基础，因此选择合适的基片类型对光学器件的性能与质量至关重要。

一般来说，可以选择的基片有玻璃、晶片、塑料等。

玻璃基片是光学器件最常用的基片材料，其优点是表面平整、稳定、化学惰性好，不易变形与老化。

而晶片基片则适用于高精度镜片，如石英晶体、纳米结构膜等，其优点是在某些高精度应用中具有特殊的物理和化学性质。

塑料基片则通常用于低成本的光学器件制造。

2、材料选择光学镀膜所用的材料应满足以下条件：在适当的波长下吸收低、折射率与透明度、化学惰性和而且结构稳定。

常用于光学镀膜的材料包括置换锗、锗氧化物、氧化铝、氮化硅、氧化硼等非金属元素材料，以及金属元素材料，如铬、钴、铜、铝、银、金、钛等。

在选择材料时，还需要考虑其沉积方式、化学性质、物理特性以及与基片的化学反应等因素。

3、厚度分配膜层的厚度是光学器件性能的重要因素之一。

膜层的厚度分配应考虑到所需的光学性能和机械性质之间的平衡。

通常情况下，不同波长下的光波反射和透射性能要求不同，因此膜层的厚度分配也不同。

在设计膜层厚度分配时，应还需考虑复合反射膜的加工容差。

4、膜层结构膜层结构也是光学器件性能的重要因素之一。

膜层的结构可以通过控制沉积速度、厚度、材料选择、沉积温度、气氛等参数来实现。

最常用的膜层结构包括单层、多层、反射镜、吸收体和复合反射膜。

不同的膜层结构可以产生不同的光学特性，因此，需要根据实际需求选择适当的膜层结构。

5、沉积方法在光学镀膜膜系设计中，还需要考虑沉积方法的选择。

激光脉宽对光学薄膜元件热损伤的影响

激光脉宽对光学薄膜元件热损伤的影响江修娥;王斌;刘剑;张宏超【摘要】纳秒量级及以下脉宽激光致光学薄膜元件的损伤研究持续了几十年，但纳秒量级以上脉宽却很少提及。

因此，针对10 ns～1 ms量级区间不同脉宽激光辐照光学薄膜元件产生的热损伤进行了研究，计算了高反膜、增透膜和干涉滤光片三种典型光学薄膜元件的温度场分布，并分析了其激光热损伤特性。

结果表明，对于长脉宽激光，热扩散深度大，薄膜损伤的电场效应被削弱，热传导效应在损伤中占据主导地位，损伤可至基底；短脉宽激光损伤对薄膜内部的电场分布更为敏感，损伤发生在温度最高值附近的膜层区域。

进而开展了10 ns与1 ms脉宽激光致光学薄膜元件的损伤实验，损伤阈值及形貌特征与温度场计算结果显示的热损伤特性相符。

%The laser damage in optical thin films with pulse duration of nanosecond or below nanosecond has been studied several decades,while the study with pulse duration longer than nanosecond was little mentioned. Laser ther-mal damages in optical thin films with different pulse durations from ten nanoseconds to one millisecond were investi-gated. The temperature field distributions of high-reflection (HR)film,anti-reflection (AR)film and interference fil-ter (AF)were calculated,and their laser thermal damage properties were analyzed. The results show that electric field effect of film damage is weakened as thermal diffusion depth increases for long pulse duration laser,and heat con-duction effect dominates in damages,meanwhile,damage layer can extend to the substrate. The damage is more sensi-tive to electric field distribution of film inner for short pulse duration laser,and the damage occurs near filmarea with the highest temperature. Finally,the damage experiments of optical thin films induced by 1 0 ns and 1 ms lasers are carried out. The experimental results of damage morphologies are consistent with the analytical results of thermal dam-age.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】6页(P32-37)【关键词】激光损伤;光学薄膜;温度场【作者】江修娥;王斌;刘剑;张宏超【作者单位】安徽工业大学数理科学与工程学院，安徽马鞍山243032;安徽工业大学数理科学与工程学院，安徽马鞍山243032;安徽工业大学数理科学与工程学院，安徽马鞍山243032;南京理工大学理学院，江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O437光学薄膜是激光系统中重要而又易损伤的薄弱环节,激光束对这些光学薄膜的破坏是限制激光器输出的瓶颈。

  1. 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. 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. 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)。

这里： 这里： m = k + (ϕ1 + ϕ 2 ) /2π
透过率有最大值
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
求通带半宽度： 透过率由峰值下降一半，θ 由θ0 变为θ0+⊿θ
1 T0 = T0 / 1 + F sin 2 (θ 0 + ∆θ ) 2
[
]
可以求得：
2λ0 −1 1 2λ0 −1 1 − R 2 ∆λ ≈ sin = sin mπ F mπ 2 R
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
峰值透过率
Tmax =
(1 − R )
T1T2
2
当反射膜没有吸收、散射损失 而且反射膜完全对称时，即 T1=T2=1-R1=1-R2，R1=R2时 Tmax=1；当两个反射膜完全对 称，且有散射、吸收存在时：
Tmax
T 1 = = 2 2 (T12 + A12 ) (1 + A12 / T12 )
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系 1.减反膜 2.滤光膜 3 保护膜 4 内反射 5 外反射 6 高反膜 7 分束膜 8 分色膜 9 偏振膜 10 导电膜
复习： 光学薄膜的类型与符号
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
一种压缩波纹的简单的方法是选择合 适的基本周期，通过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 片保持低的反射率即基片应有低的折射率， 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， 更常用的方法是在 多层膜的每一侧加镀匹配层，使它同基片 以及入射介质匹配。
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
100 80 % Transmittance 60 40 20 0 500
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系 单单单单单单单诱诱诱诱单单单
540 560 580 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Wavelength (nm)
520
600
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
1 4R θ = (ϕ1 + ϕ 2 + 2δ ), F = 2 (1 − R )2 T1T2 T0 = , R = R1R2 2 (1 − R )
其中：
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
滤光片的主要参数 λ0——中心波长，或峰值波长 Tmax——中心波长透射率，或 ， 峰值透射率 2⊿λ——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⊿λ/ λ0表示相对半宽 度 其它参数……
如果考虑反射相移不是常数则需要加上 一个修正系数
nH − nL nL nH − nL + m
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
由于全介质多层反射膜只在有限的区域是有效 的，因此滤光片透射率峰值的两边会出现旁通 带．在大多数应用中，必须将它们抑制掉．短波旁 通带只要在滤光片上叠加一块长波通吸收玻璃滤光 片很容易去掉，但是很不容易得到短波通吸收滤光 片，有些可供利用的吸收滤光片虽然能有效地抑制 长波旁通带，但因其短波方面的透射率太低，大大 降低了整个滤光片的峰值透射率。解决这个问题的 最满意的办法是干脆不用吸收滤光从而是把后面将 要讨论的诱导透射滤光片作为截止滤光片使用，通 常将构成最后的滤光片的三个组件胶合成一个整体。
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
全介质F—B干涉滤光片 用全介质反射膜来替代金属反射膜得到 全介质干涉滤光片
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
假设两个反射板是对称的则：
4 R 12 F = (1 − R 12
)2
4 ≈ , T 12 T 12 2 λ0 = sin 2 mπ
2 2 n L x −1 −1 n2x ng H
膜系为： HLHLH1.75L/65nmAg/1.75LHLHLH
诱诱诱诱诱诱诱
100
80 % Transmittance
60
40
20
0 400 450 500 550 600 650 Wavelength (nm) 700 750 800
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
诱诱诱诱诱诱诱
100
80 % Transmittance
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
t t
− + 2 1 2 − 2 iδ 2
T = t
2
=
1− r r e
− + 1 2
设： r1− = r1− e iϕ 1 , r2+ = r2+ e i ϕ 2 T = t t
− + 2 + + 2 1 2 i (ϕ 1 + ϕ 2 − 2 δ
1 − r1 r e
对于低折射率间隔层： 对于低折射率间隔层： 2 λ0 2∆λ = sin mπ
−1
2 4 λ 0 n L x −1n g 2∆λ ≈ 2 m π n Hx
对于高折射率间隔层： 对于高折射率间隔层： 2∆λ ≈
2 4 λ0n L xn g 2 m π n H x +1
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
金属滤光片 形式：两层金属反射膜间夹一个介质层
T0 由公式： T = 2 1 + F sin θ
1 2π θ 0 = ϕ1 + ϕ 2 − 2 nd = −kπ (k = 1,2,3...) 当： 2 λ0 即λ0 = 2nd 2nd = , k + [(ϕ1 + ϕ 2 ) / 2π ] m
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
次峰的消除 短波的次峰一般用吸收玻璃来消除 如果使用高级次，则需消除长波次峰 但是，长波吸收玻璃种类很少 金属滤光片一般胶合使用
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
金属滤光片的带宽 级次越高，带宽越小，但是受到 次峰和间隔层厚度限制 反射率越高，带宽越小，但是受 到吸收的限制
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
诱导透射原理 势透射率的概念
T ψα = 1− R
R +T + A =1
对于包含吸收层的多层膜
ψ α = ∏ψ j
1 l
A = (1 − R )(1 − ψ α )
在膜系中包含金属层，且出射导纳Y=x+iz
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
2 12
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
在实际上存在吸收、散射的情 况下，反射膜的透射率愈低，吸收、 散射愈大，则峰值透射率愈低,例如 T12＝0.012,A=0.005,Tmax＝50%左右。 这时如果A增加至0.01则Tmax降至 30%左右。这足以说明法布里—珀 珞滤光片对膜层的吸收、散射损失 是极其敏感的。
根据上面的定义，势透射率也是界面a和界面 b的能流密度即坡印廷(Poynting)矢量模之比
ψ α = Pb / Pa
c c * * Pa = Re(Ea H a ), Pb = Re(Eb H b ) 8π 8π
i sin δ 1 k × E k × Ea cos δ 1 b η1 = cos δ 1 H b H a iη1 sin δ 1
ψ max =
1
2 c1 + 2 c0c3 − 0.25c2
最大时透射率与出射介质无关
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
总结： 含金属膜层的膜系势透射率与膜层参数、出 射导纳有关 最大势透射率与出射导纳无关，仅与膜层参 数有关 要得到最大透射，要设计减反射层
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
60
40
20
0
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
Wavelength (nm)
薄 膜诱诱诱诱诱诱诱 光 学——典型膜系 典型膜系
100
80 % Transmittance
100 80 % Transmittance 60 40 20 0
Lowpass Example &Highpass Example
500
550
600 650 700 Wavelength (nm)
750
800
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
带通滤光片 最简单的带通滤光片可以用一对 前后截止滤光片来形成，但是需要将 它们分别置于一块玻璃的两侧，或者 说分别置于两个分离的光学界面上。
由薄膜矩阵，最后可得：
x ψα = c0 + c1 x + c2 z + c3 ( x 2 + z 2
c0 c1 c2 c3 分别为膜层参数确定，x z是出射 导纳的参数
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
可见势透射率不仅与膜层参数有关还与出射 介质有关，分别对，x,z求偏导得到极值：
Ymax = xmax + izmax
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
两个膜不对称对峰值透射率的影响
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
金金诱诱诱
100 90 80 % Transmittance 70 60 50 40 30 20 10 0 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) 900 1000
薄 膜 光 学——典型膜系 典型膜系
在双半波滤光片一节中可以看到，滤光片的 结构为“介质反射膜l间隔层1质反射膜I间隔 层l介质反射膜”。但是滤光片也可以是混合 结构，例如用一层金属膜如银膜代替两间隔 层之间的反射膜则组成了介质反射膜/间隔层 /金属膜/间隔层/介质反射腹这种组合滤光片。 它和上述全介质双半波滤光片一样易于制做， 只要设计正确，这种滤光片正是诱导透射滤 光片。