薄膜光学试题答案
《薄膜光学与技术》期末测验试题A答案
《薄膜光学与技术》期末测验试题A答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A 卷）参考答案及评分标准一、填空题 （每空1分，共24分）1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm 的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度为 1000 nm 。
2、若薄膜的折射率为n ，光线在薄膜内的折射角为θ，则s 、p 光的修正导纳分别为 ncos θ 、 n/cos θ 。
3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 λ/4 ，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。
当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是 极小 （极大、极小）值。
4、虚设层的形成条件是： 薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍 。
5、周期性对称膜系(pqp)s 的等效折射率和 基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于 基本周期的s 倍 。
6、折射率为n 1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为n s ，那么，该单层膜与基底的组合导纳为： s n n Y 217、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 折射率 有关，折射率 差值越大 ，高反射带越宽。
8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量 真空 的目的。
9、镀膜室内真空度高表明气体压强 小 ，真空度低则气体压强 大 。
10、薄膜几何厚度的监控通常用 石英晶振 膜厚仪来实现，光学厚度常常采用 光电 膜厚仪来监控。
11、采用PVD 技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面： 膜层的聚集密度 、 膜层的微观组织物理结构 、 膜层的化学成分 。
12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 旋转夹具 和 膜层厚度调节板 。
13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm 的薄膜，在500-700nm 范围内，可以选取的监控波长为 600 和 514.3 nm 。
薄膜光学-全部知点问题全答版
薄膜光学-全部知点问题全答版薄膜光学：1. 整部薄膜光学的物理依据就是光的⼲涉。
研究光的本性及其传播规律的学科就是光学。
研究光在薄膜中的传播规律是薄膜光学。
2. 列举常⽤的光学薄膜滤光⽚、反射镜镀膜镜⽚⽜顿环3. 利⽤薄膜可以实现的功能提⾼或降低反射率、吸收率与透射率⽅⾯，在使光束分开或合并⽅⾯，或者在分⾊⽅⾯，在使光束偏振或检偏⽅⾯，以及在使某光谱带通或阻滞⽅⾯，在调整位相⽅⾯等等，光学薄膜均起着⾄关重要的作⽤。
减少反射，提⾼透过率；提⾼反射率；提⾼信噪⽐；分光或分束；保护探测器不被激光破坏，重要票据的防伪等等；4. 电磁场间的关系：()111H N k E =?光学导纳：HN N k E=，这是的另⼀种表达式称为光学导纳坡印廷⽮量（能流密度）的定义:单位时间内，通过垂直于传播⽅向的单位⾯积的能⽮量S5. 光在两种材料界⾯上的反射：0101cos ,cos N p r s N ηηθηηηθ--==+-*??光：光： 01010101R ηηηηηηηη*--=? ? ?++?(p 偏振光为横磁波，s 偏振光为横电波)6. 掌握单层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT 中P 15-211112111sin cos 1sin cos i B C i δδηηηδδ?=????? B C ??称为膜系的特征矩阵 20110000110011cos cos (-)cos cos cos cos (-)cos cos N N p N N N N s N N θθθθθθθθ??- ?+- ?+??偏振偏振CY B=单层膜的反射系数和反射率为：000000,YY Y r R Y Y Y ηηηηηη*---==? ? ?+++7. 掌握多层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT 中P 26-298. 【计算】偶数四分之⼀光学膜层的特征矩阵：2231222r r s r r Y ηηηηη------=---或奇数四分之⼀光学膜层的特征矩阵：222422231r r r r r sY ηηηηηη-------=---或计算多膜层（膜层厚度为四分之⼀波长的整数倍）的反射率。
薄膜材料与技术考试题及答案解析
薄膜材料与技术考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 薄膜材料的厚度一般在什么范围内？A. 1mm以上B. 1μm以上C. 1nm以上D. 1mm以下答案：D2. 下列哪种材料不属于半导体材料？A. 硅B. 锗C. 铜D. 砷化镓答案：C3. 薄膜制备技术中，哪种方法可以用于制备绝缘膜？A. 磁控溅射B. 化学气相沉积C. 物理气相沉积D. 以上都可以答案：D4. 薄膜材料的应力状态可以分为哪两种？A. 压缩应力和拉伸应力B. 表面应力和内部应力C. 热应力和机械应力D. 静态应力和动态应力答案：A5. 薄膜材料的附着力通常通过哪种测试来评估？A. 硬度测试B. 拉伸测试C. 剪切测试D. 弯曲测试答案：C6. 薄膜材料的光学性能不包括以下哪一项？A. 透光率B. 反射率C. 导电性D. 折射率答案：C7. 以下哪种技术常用于制备金属薄膜？A. 电镀B. 热蒸发C. 激光切割D. 化学镀答案：B8. 薄膜材料的表面粗糙度通常用哪种仪器测量？A. 扫描电子显微镜B. 原子力显微镜C. 透射电子显微镜D. 光学显微镜答案：B9. 薄膜材料的热稳定性通常通过哪种测试来评估？A. 热重分析B. 差示扫描量热法C. 热膨胀系数测试D. 以上都可以答案：D10. 薄膜材料的电导率与哪些因素有关？A. 材料类型B. 厚度C. 表面处理D. 以上都是答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 薄膜材料的制备方法包括哪些？A. 化学气相沉积B. 物理气相沉积C. 溶液法D. 机械加工答案：ABC2. 薄膜材料的应用领域包括哪些？A. 电子行业B. 航空航天C. 医疗器械D. 建筑行业答案：ABCD3. 薄膜材料的性能测试通常包括哪些方面？A. 力学性能B. 电学性能C. 热学性能D. 光学性能答案：ABCD4. 薄膜材料的应力来源可能包括哪些？A. 制备过程中的热应力B. 材料内部的残余应力C. 外部环境的机械应力D. 材料的热膨胀系数差异答案：ABCD5. 薄膜材料的表面特性包括哪些？A. 表面粗糙度B. 表面张力C. 表面能D. 表面电荷答案：ABCD三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述薄膜材料在电子行业中的主要应用。
光电子器件的光学薄膜技术考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.光电子器件中，以下哪一项不属于光学薄膜的基本功能？（）
4.耐环境性能影响光学薄膜的稳定性和寿命。影响因素包括温度、湿度、光照、化学腐蚀等。
19. BCD
20. AB
三、填空题
1.干涉、透射
2.离子束辅助沉积
3.预处理
4.折射率、厚度
5.透射率、反射率、相位
6.厚度、折射率
7.温度、湿度、光照
8.椭偏仪
9.辐射损伤
10.透射率、反射率
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. ×
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
A.分光膜
B.耦合膜
C.增透膜
D.反射膜
12.光学薄膜的损伤原因可能包括以下哪些？（）
A.环境污染
B.辐射损伤
C.机械损伤
D.化学腐蚀
13.以下哪些是光学薄膜的设计考虑因素？（）
A.目标波长
B.透射率要求
C.反射率要求
D.膜层的机械强度
14.以下哪些光学薄膜可以用于光电子器件的光学隔离？（）
A.磁光膜
B.降低基底温度
C.使用离子束辅助沉积
D.减小膜层厚度
12.以下哪种光学薄膜主要用于光电子器件的透镜？（）
A.反射膜
B.分光膜
C.增透膜
D.镀膜镜片
薄膜光学知识点及答案2015年(改)(1)
光学基础知识：1. 光（电磁波）是横波还是纵波？答案：横波2. 光程：折射率与光实际路程的乘积。
3. 菲涅耳折射定律：00011sin sin rN N θθθθ==4. 光的偏振态？线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光、部分偏振光。
5. 偏振度：自然光 → P=0 线偏光→ P ＝1 其它 0＜P ＜16. 从自然光中获得线偏振光的方法：一般有四种：A ：利用二向色性 B ：利用反射和折射 C ：利用晶体的双折射 D ：利用散射7. 二向色性：某些各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸收系数的性质。
8. 利用二向色性获得偏振光的器件称为偏振片9. 当入射光的入射角等于布儒斯等角时，反射光成为线偏振光（仅有s 分量）。
10. 菲涅尔公式：关于入射波、反射波、折射波电场的振幅之间的关系。
11. 消光比：最小透射光强与两偏振器透光轴互相平行时的最大透射光强之比称为消光比，它是衡量偏振器件质量的重要参数。
12. 电矢量垂直入射面的分量称为S 分量；电矢量平行入射面的分量称为P 分量。
13. 非相干光学系统是光强的线性系统；相干光学系统是复振幅的线性系统。
非相干光波的强度满足线性迭加关系14. 波的干涉：因波的迭加而引起强度重新分布的现象，叫做波的干涉。
产生干涉的必要条件（也叫相干条件）： （1）频率相同；（2）存在相互平行的振动分量； （3）位相差稳定。
15. 电磁波在真空中的速度与在介质中的速度之比称为绝对折射率n （简称折射率）16. 尽管两种介质的分界面上，电磁场量整个的是不连续的，但在界面上没有自由电荷和面电流时，B 和D 法向分量与E 和H 的切向分量是连续的。
()()2112122sin cos sin cos p t θθθθθθ=+-()21122sin cos sin s t θθθθ=+()()1212sin sin s r θθθθ-=-+()()1212p tg r tg θθθθ--=+112200()()r r c n v εμεμεμ===12121212()0()0()0()0n B B n D D n E E n H H ⎧⋅-=⎪⋅-=⎪⎨⨯-=⎪⎪⨯-=⎩nntg B 121-=θ薄膜光学：1. 【填空】整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。
光学薄膜与制备技术_中国矿业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
光学薄膜与制备技术_中国矿业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在重叠多个四分之一膜系时，要把工作波长区吸收大的高反膜安排在入射光一侧。
参考答案:正确2.电磁矢量都是时间、空间的函数，所以边界条件对任意时刻、界面上任意位置都成立参考答案:正确3.对物理光学基础建立起到最初作用的是。
参考答案:杨氏双缝干涉的提出4.真空蒸发镀膜时为了制造成分复杂或多层复合薄膜，应该采用。
参考答案:多源蒸发法5.不能采用电阻加热法进行镀膜的是。
参考答案:钨膜6.下面哪一种溅射方式的靶材可以是绝缘材料。
参考答案:射频溅射7.光学薄膜就是能够产生光的干涉效应的薄膜。
参考答案:正确8.我们可以使用电子显微镜来直接观察和研究点缺陷。
参考答案:错误9.核生长型生长方式发生的主要原因是蒸发原子间的结合能大于基片原子与蒸发原子间的结合能。
参考答案:正确10.电子显微镜和理论分析表明，核生长型薄膜的生长过程分为阶段。
参考答案:小岛阶段_结合阶段_沟道阶段_连续薄膜阶段11.面缺陷常见的典型构型有。
参考答案:晶界_层错_孪晶面_表面12.下面哪一种镀膜技术称作辉光放电中的蒸发法。
参考答案:离子镀13.镀制薄膜时膜厚与下列哪些因素有关。
参考答案:蒸发源形状_基片形状_源基配置方式_蒸发源特性14.普通二极直流溅射中工作气体压强必须保持在1～10Pa范围内，如果压强低于1Pa，辉光放电就不能自持而无法溅射。
而却能在低压下进行溅射镀膜。
参考答案:三级溅射_磁控溅射15.下列属于物理气相沉积薄膜的方法有。
参考答案:溅射镀膜_真空蒸发镀膜_离子镀16.真空蒸发镀膜一般包括以下哪些过程。
参考答案:沉积过程_加热蒸发过程_源-基输运过程17.下列属于绝对真空计的是。
参考答案:U型真空计_压缩式真空计18.影响晶粒尺寸的因素有。
参考答案:薄膜厚度_基板温度_退火温度_沉积速率19.λ/4-λ/2双层减反膜系通常也称为W形膜。
参考答案:正确20.在基片上交替镀制光学厚度为四分之一波长的高、低折射率材料，就一定能满足我们对薄膜光谱特性的需要。
塑料薄膜光学性能研究考核试卷
3.折射率：光在介质中传播速度与真空中速度的比值。影响：影响透光率、光泽度、光学均匀性。
4.重要性：保证薄膜在户外长期使用时的性能稳定。提高方法：添加抗紫外线剂，优化生产工艺，提高薄膜的耐候性。
9.塑料薄膜的印刷性能可以通过提高其_______和_______来改善。（）
10.在塑料薄膜光学性能测试中，标准光源的稳定性对于确保测试_______至关重要。（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.塑料薄膜的透光率越高，其透明度越好。（）
2.塑料薄膜的雾度与透光率成正比关系。（）
A.优化树脂配方
B.调整加工工艺
C.增加薄膜厚度
D. A和B
9.塑料薄膜在使用过程中可能会出现哪些光学问题？( )
A.光泽度下降
B.透光率降低
C.雾度增加
D.抗紫外线性能减弱
10.以下哪些因素会影响塑料薄膜的耐候性？( )
A.光照条件
B.温度变化
C.湿度
D.化学稳定性
11.以下哪些测试仪器可以用于塑料薄膜光学性能的测量？( )
D.厚度
5.下列哪种塑料薄膜具有较低的雾度？( )
A.聚乙烯
B.聚氯乙烯
C.聚苯乙烯
D.聚丙烯
6.在塑料薄膜生产过程中，哪种工艺可以提高薄膜的光学性能？( )
A.拉伸
B.吹塑
C.挤塑
D.模压
7.下列哪种光学性能指标可以反映塑料薄膜的透明度？( )
A.透光率
B.雾度
C.折射率
D.光泽度
8.塑料薄膜的光学性能测试中，为什么要进行标准光源的校准？( )
薄膜光学思考题和习题
称为真空的光学导纳
光学波段，
所以有：Y=NY0
所以，在光学波段，以真空中的光学导纳为单位，用复折射率N表示介质的光学导纳。
答：
*
8、写出坡印廷矢量 的表达式，并指出其物理意义
答：坡印廷矢量又称为能流密度矢量，其表达式为：
它的大小表示电磁波所传递的能流密度，它的方向代表能量流动的方向或电磁波传播的方向。
答：涂敷在基片上使得一定范围内的波长的光具有很高的反射率，而其它波长的光具有一定的透射率的膜系称为滤光片。滤光片分为干涉截止滤光片、窄带、带通滤光片、金属滤光片、负滤光片等几类。
答：1)．透射曲线开始上升(或下降)时的波长以及此曲线上升(或下降)的许可斜率；2)．高透射带的光谱宽度、平均透射率以及在此透射带内许可的最小透射率；3)．具有低透射率的反射带(抑制带)的光谱宽度以及在此范围内所许可的最大透射率。
*
51、常见的光学薄膜的依附体即常用的光学基片有哪几大类？ 答：一)、玻璃，在光学应用上最重要，分为无色光学玻璃、有色光学玻璃、普通玻璃、特殊玻璃等； 二)、陶瓷； 三)、光学晶体，分为低族晶体、中族晶体和高族晶体，常用中级晶族和高级晶族； 四)、光学塑料，分为三大类：A、塑料透镜(包括工业、仪器用透镜、眼镜、接触眼镜、非球面透镜、棱镜和菲涅耳透镜等)；B、光盘及光学纤维；C、其它功能性光学塑料元件； 五)、金属
19、一块玻璃的折射率为1.5，在其表面镀制一层折射率为1.38的薄膜，要达到让552nm的光入射时损失最小，那么要多厚的膜才能达到目标？(即膜层的几何厚度为多少？) 答：此时的膜层光学厚度要达到四分之一波长才能达到要求，则几何厚度为：d=λ0/(4n)=552/(4×1.38)=100nm。
20、一束波长为560nm的光垂直照到一块折射率为1.5、厚度为3mm的透明玻璃上，玻璃第一表面镀有3层膜，从玻璃表面算起，第一层薄膜的折射率为2，几何厚度为70nm、第二层薄膜的折射率为1.4，几何厚度为200nm、第三层薄膜的几何厚度是66.7nm，折射率为2.1，另一表面没镀膜，问这束光通过玻璃后，损失多少能量？上述过程在空气中进行的。
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一．选择题：
1．真空蒸发镀膜按其工作原理，可以分为那几种方法（多选题）： ABD A ．溅射镀膜 B ．热蒸发镀膜 C ．电子束蒸发镀膜 D ．离子镀
2．溅射和热蒸发的根本区别在于，热蒸发是借助于 C 发生蒸发的，而溅射是通过获得 A 蒸发的。
A ．动量转换
B ．电能转换
C ．焦耳热
D ．热电子轰击
3. 如图，面蒸发源位于球迷夹具的球心，基片1和2膜厚之比
为： B
A ．sin φ
B ．cos φ D ．1cos φ
C ．tan φ
4. 只能监控薄膜厚度为四分之一波长或其整数倍的控制方法有： AD
A ．极值控制法
B ．石英晶体控制法
C ．单波长监控法
D ．波长调制法
二．简答：
1. 如图2简述机械泵的工作原理，如何提高其工作效率？
答：当转子顺时针转动时，空气由被抽容器通过进气管被
吸入，旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩
大，而气体就不断地被吸入。
当转子达到一定位置时，另
一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开，并将气体压
缩，直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出
泵外，转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。
可以通过提高机械泵的体积或提高转速来提高效率。
2. 如图3简述有油扩散泵的工作原理。
答：真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽，蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出。
喷口外面的压
强较油蒸汽压低，于是便形成一股向出口方向运动的高
速蒸汽流，使之具有很好的运载气体分子的能力。
油分
子与气体分子碰撞，由于油分子的分子量大，碰撞的结
果是油分子把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分
子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去．并且，在射
流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气
体分子浓度较小．由于这个浓度差，使被抽气体分得以
源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前
级泵抽走．慢下来的蒸汽流在向下运动的过程中碰到水
冷的泵壁，油分子就被冷凝下来，沿着泵壁流回蒸发器
继续循环使用．冷阱的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。
3. 简述电子束蒸发的原理。
答：金属在高温状态下，它内部的一部分电子获得足够的能量，逸出金属表面，这就是所谓热电子发射。
如果加上一定的电场，则发射的电子在电场中将向阳极运动，电场电压越大，电子的运动速度就越快。
这样就可以形成高速运动的电子流，在电磁场中聚成细束，轰击被镀材料的表面，由于动能转变成热能，使材料迅速升温而蒸发。
图1
图3 图2
4. 简述极值控制法监控薄膜厚度的基本原理，为什么此方法只能控制四分之一波长整数倍厚度的膜层？ 答：膜层的振幅投射系数为：11122121i t i t t e E r r e
δδ--=+ 于是投射率为：222
12221111212412cos n t t T n d n r r r r πλ=⎛⎫++ ⎪⎝⎭
由式可见，投射光强为薄膜厚度11n d 的函数，当11n d 等于四分之一波长整数倍时，投射率出现极值，同理反射光强也按类似的形式变化。
因此我们可以通过测量反射率或透射率的极值点的次数，来控制四分之一波长整数倍膜层厚度。
5. 椭圆偏振仪可以测量薄膜的那些参数，画出椭圆偏振仪示意图（光路上各个器件的摆放）。
答：可以测量薄膜的折射率和几何厚度。
三．计算题：
1. 如图4计算蒸发源分别为点源和面源时，膜层在平面夹具上的分布情况。
解：由图可知：θφ∠=∠，cos /h r θ=，222r h ρ=+，
对于点源离开ρ距离的膜厚为 2223/2
cos 44()p m mh t r h θπμπμρ==+ 而对于中心点，膜厚为 24op m t h πμ=
从而得到点源膜厚分布为 ()3/2211/p
op t t h ρ=⎡⎤+⎣⎦
对于面源离开ρ距离的膜厚为 2
2222cos cos ()s m mh t r h θφπμπμρ==+ 中心点厚度为 2os m t h
πμ= 图4
从而得到面源膜厚分布为 ()2211/s os t t h ρ=⎡⎤+⎣⎦
2. 证明面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。
解：由图可知：θφ∠=∠
对于面源，基片位于1处，0θφ∠=∠=，膜厚为
12
1m t r πμ= 基片位于2处，膜厚为222
2cos m t r φπμ= 于是 2122221cos t r t r φ
= 在AOB ∆中，12cos r r φ=，带入上式，得12
1t t = 这证明基片1与基片2膜厚完全相同，在球面上任意位置膜厚都相同，因此面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。