《薄膜光学与技术》2012期末考试试题B 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 。
光学教程期末考试试题及答案
光学教程期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 惠更斯2. 以下哪个现象不属于光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 光的衍射C. 光的反射D. 光的折射3. 光的偏振现象说明了光是：A. 横波B. 纵波C. 无偏振光D. 非极化光4. 以下哪个选项不是光的衍射现象？A. 单缝衍射B. 双缝衍射C. 光的全反射D. 光栅衍射5. 光的色散现象是由于：A. 光的波长不同B. 光的速度不同C. 光的频率不同D. 光的强度不同6. 以下哪个现象不属于光的折射现象？A. 光的折射定律B. 光的全反射C. 光的色散D. 光的透镜成像7. 光的全反射现象发生在：A. 光从光密介质射向光疏介质B. 光从光疏介质射向光密介质C. 光从真空射向介质D. 光从介质射向真空8. 光的衍射极限是指：A. 衍射图样的清晰度B. 衍射图样的亮度C. 衍射图样的对比度D. 衍射图样的分辨率9. 光的干涉条纹间距与以下哪个因素有关？A. 光源的强度B. 光源的频率C. 光源的波长D. 光源的极化10. 以下哪个选项是光的偏振现象的应用？A. 激光切割B. 激光测距C. 偏振太阳镜D. 激光通信二、填空题（每空2分，共20分）11. 光的干涉条件是两束光的频率必须________。
12. 光的衍射现象可以通过________来观察。
13. 光的偏振现象可以通过________来观察。
14. 光的全反射现象发生在光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于________。
15. 光的色散现象可以通过________来观察。
16. 光的折射定律是由________提出的。
17. 光的偏振现象说明了光是________波。
18. 光的干涉条纹间距与光源的________有关。
19. 光的衍射极限是指衍射图样的________。
20. 光的偏振现象的应用之一是________。
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
光学薄膜技术答案
光学薄膜技术答案
光学薄膜技术是一种通过在材料表面上沉积一层或多层薄膜，
以改变光的传播和反射特性的技术。
以下是对光学薄膜技术的详细
解释：
1. 薄膜材料选择：光学薄膜技术使用的薄膜材料通常是具有特
定光学性质的材料，如二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）等。
选择合适的材料取决于所需的光学特性和应用。
2. 薄膜沉积方法：光学薄膜可以通过多种方法进行沉积，包括
物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、溅射沉积等。
每种
方法都有其独特的优点和适用范围。
3. 薄膜设计和优化：在设计光学薄膜时，需要考虑所需的光学
性能，如透过率、反射率、折射率等。
通过调整薄膜的结构和厚度，可以实现特定的光学效果。
优化薄膜设计可以通过计算机模拟和实
验验证来实现。
4. 薄膜应用：光学薄膜技术在很多领域都有广泛的应用，包括
光学镜片、滤光片、反射镜、光学涂层等。
光学薄膜可以改善光学
仪器的性能，提高光学系统的效率和精确度。
5. 薄膜性能测试：对光学薄膜的性能进行测试是确保其质量和
性能的重要步骤。
常用的测试方法包括透过率测量、反射率测量、
折射率测量等。
这些测试可以通过使用专业的光学测量仪器来完成。
总而言之，光学薄膜技术是一种通过在材料表面上沉积特定薄
膜来改变光的传播和反射特性的技术。
它涉及薄膜材料选择、沉积
方法、设计和优化、应用以及性能测试等方面。
这项技术在光学领
域有着广泛的应用，并为光学仪器和系统的性能提供了重要的改进
和优化。
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。
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。
《薄膜光学与技术》期末考试试题1和答案
2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（B卷）参考答案及评分标准一、填空题（每空1分，共25分）1、薄膜是指附着于基底，且与基底不同质的非自持性涂层。
2、镀制单层介质薄膜时，第二次看到相同的反射色时的膜层光学厚度是第一次看到相同的反射色时膜层光学厚度的 3 倍。
3、K9玻璃上的单层MgF2膜层与单层ZrO2膜层具有相同的反射色调时，MgF2膜层的光学厚度等于（大于、小于、等于）ZrO2膜层的光学厚度。
4、在折射率为3.5的材料表面镀单层减反射膜，材料最佳的折射率为：1.8708 。
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、按照材料状态不同，一般将薄膜分为固体薄膜、气体薄膜和液体薄膜三类。
7、Torr和Pa是两个常用来表示真空度的单位，它们较为准确的换算关系为：1Torr=133.3Pa 。
8、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。
9、由于极值点的判读精度不高，因此常常采用过正控制、高级次监控、预镀监控片等措施来提高极值法监控精度。
10、电子枪的e型枪是指电子束出射后至坩埚表面的运动方向改变了270度。
11、请写出常用的三种金属镀膜材料：Au 、Ag 、Al 。
12、一般镀膜系统测量真空需要两个真空计：热电偶真空计和电离真空计。
13、采用光电极值法监控膜厚，监控片为K9玻璃（折射率为1.52），如果要镀制单层ZnS薄膜（折射率为2.35），监控的第一个透射率极值点应该是极大值还是极小值：极小值。
14、能够直接用来抽大气的真空泵是机械泵。
15、热蒸发技术常用的蒸发源有电阻蒸发源和电子枪。
二、判断题：先回答以下说法是否正确？然后说明理由或修改正确。
（每题4分，共20分）1、膜层的有效位相厚度表示为： ，当光波斜入射时，对于s 光和p 光而言，要分别代入修正后的折射率值进行运算。
答：错误。
2012年期末 光 学 试题
2012年期末光学试题1．光的相干条件为、和。
2．衍射可分为和两大类。
3．望远镜放大本领的数学表达式为。
4．清晨日出时看到太阳呈红色，这是由于光的的缘故。
5．表示一切物质都具有波粒二象性的数学表达式为。
6．通常把既能记录光波的信息，又能记录光波信息的摄影称为全息照相。
7．可见光在谱中只占很小的一部分，其波长范围约是nm。
8．显微镜放大本领的数学表达式为。
9．表示光的相速、群速及二者关系的数学表达式分别为、和。
．偏振光可以具有不同的偏振态，这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。
11．波长为１Å的伦琴射线被碳散射，在散射角为90°方向上进行观察，则康普顿位移△λ=_________。
12．费马原理是指。
13．光在真空中传播速度只有一个，即光速C，而电子可以有v C的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。
14．光的衍射条件是________________________。
15．麦克尔逊干涉仪的反射镜M2移动0.25mm时，看到条纹移动的数目为0个，若光为垂直入射，则所用的光源的波长为_____________。
16．n2=1的空气对于n1=1.5的玻璃而言，其临界角i c＝______________。
17．一束左旋圆偏振光垂直入射到半波片上，则透射光束为_______________偏振光。
18．光的群速度u可用相对速度v与d n/dλ表示成__________________。
19．在稀溶液中，比尔定律的数学表达式为________________。
20．某种原子的激态寿命为-8s，它所发出的光的波长为5000Å，则其自然线宽约是___________。
21．单色平面波照射到一小圆孔上,将其波面分成波带.若几点到观察点的距离为1m，单色光的波长为4900Å,则此时第一波带的半径为_________。
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2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（B卷）
参考答案及评分标准
一、填空题（每空1分，共25分）
1、薄膜是指附着于基底，且与基底不同质的非自持性涂层。
2、镀制单层介质薄膜时，第二次看到相同的反射色时的膜层光学厚度是第一次看到相同的反射色时膜层光学厚度的 3 倍。
3、K9玻璃上的单层MgF2膜层与单层ZrO2膜层具有相同的反射色调时，MgF2膜层的光学厚度等于（大于、小于、等于）ZrO2膜层的光学厚度。
4、在折射率为3.5的材料表面镀单层减反射膜，材料最佳的折射率为：1.8708 。
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、按照材料状态不同，一般将薄膜分为固体薄膜、气体薄膜和
液体薄膜三类。
7、Torr和Pa是两个常用来表示真空度的单位，它们较为准确的换算关系为：1Torr=133.3Pa 。
8、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。
9、由于极值点的判读精度不高，因此常常采用过正控制、高级次监控、预镀监控片等措施来提高极值法监控精度。
10、电子枪的e型枪是指电子束出射后至坩埚表面的运动方向改变了270度。
11、请写出常用的三种金属镀膜材料：Au 、Ag 、Al 。
12、一般镀膜系统测量真空需要两个真空计：热电偶真空计和电离真空计。
13、采用光电极值法监控膜厚，监控片为K9玻璃（折射率为1.52），如果要镀制单层ZnS薄膜（折射率为2.35），监控的第一个透射率极值点应该是极大值还是极小值：极小值。
14、能够直接用来抽大气的真空泵是机械泵。
15、热蒸发技术常用的蒸发源有电阻蒸发源和电子枪。
二、判断题：先回答以下说法是否正确？然后说明理由或修改正确。
（每题4分，共20分）
1、膜层的有效位相厚度表示为： ，当光波斜入射时，对于s 光和p 光而言，要分别代入修正后的折射率值进行运算。
答：错误。
当光波斜入射时，无论对于s 光和p 光而言，折射率值均是同一个值。
2、采用单半波滤光片结构，获得的通带波形比多半波滤光片更加接近矩形。
答：错误。
采用多半波滤光片结构，获得的通带波形比单半波滤光片更加接近矩形。
3、一般镀膜设备上需要机械泵和扩散泵组合起来作为真空机组，这主要是因为双泵组合可以提高抽气速率。
答：错误。
因为机械泵可以直接抽大气，但极限真空并不高，而扩散泵可以抽到镀膜所需的真空度，但不能直接抽大气，也不能直接排气到大气，因此镀膜机上采用双泵组合的方式才能完成抽气过程。
4、用于离子辅助镀膜的离子源，有产生离子束的，也有产生等离子体的。
潘宁离子源是一种典型的产生等离子体的离子源。
答：错误。
潘宁离子源是一种典型的产生离子束的离子源。
5、测量镀膜样片的透射率时，将镀膜面向着光源和背对光源测得的结果不同。
答：错误。
样片的透射率与光的传播方向无关。
注：正误回答正确得2分，理由正确得2分。
三、问答题 （每题5分，共15分）
1、什么是单层介质膜层反射率的双重周期性？其周期性的主要特点有哪些? 答：单层介质膜的反射率会随着薄膜位相厚度的变化而呈现周期性变化（2分）；当膜厚确定后，随着光波波长的变化，反射率会随之发生周期性变化（2分）。
随厚度变化的周期呈现间隔相等，而随波长变化的周期不等，波长越大，周期越长。
如将波长转化为光波频率，则随频率不同，反射率的周期是等间隔的（1分）。
说明：周期性每正确一点2分，特点回答正确1分。
2、试叙述光电极值法监控膜厚的基本原理。
答：光通过正在镀膜的比较片时，随着薄膜厚度的增加，比较片的透射率（反射率）会发生周期性的变化，且薄膜光学厚度每变化λ/4时，透射率出现一次极值（3分）。
利用光电测光方法测量正在镀制膜层的T （或R ）随膜层厚度增加过程θλ
πδcos 2nd =
中的极值个数，可以获得以λ/4为单位的整数厚度的膜层（2分）。
3、影响膜层厚度均匀性的主要因素有哪些？
答：蒸发源发射特性，由蒸发源结构、蒸发膜料不同的发射分布特性引起（3分）；蒸发源与被镀件的相对位置；被镀件的面形（2分）。
四、计算题（1、2题各10分，第3题20分，共40分）
1、已知441n 32n 521n L H G .,.,.===，窄带滤光膜系GHLHLHLHLH2LHLHLHLHA 的峰值透射率是多少？
解：根据2H 或2L 为虚设层的特点，膜系可以等效为GHLG 结构， （2分）
组合导纳 5958.03.252.144.12
222=⋅==G H L n n n Y （3分） 膜系中可以看出，入射介质为空气，因此反射率为
%42.65958.015958.01)11(2
2=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=+-=Y Y R （3分） 所以，膜系的透射率最终为
%58.931=-=R T （2分） 说明：计算结果正确共4分。
如果没有进行分步运算，根据计算情况酌情给分。
2、石英玻璃基底上镀制高反膜G/(HL)5H/A ，若镀膜材料为ZnS 和MgF 2，求峰值反射率和中心波长处反射带的波长宽度？（中心波长500nm ；ZnS 折射率为
2.15；MgF 2折射率为1.38；玻璃n g =1.46）
解：组合导纳为 7582.26646.138.115.2)(1012
10122522=⋅===G L H G H L H n n n n n n n Y （2分） 峰值反射率 %51.98)11(2=+-=Y
Y R （2分） 波数宽度 14.0)arcsin(2
≈+-=∆L
H L H n n n n g π （2分） 波长宽度 )(14014.05002/220nm g g =⋅⋅=∆≈∆λλ （2分） 说明：每个步骤的公式正确各2分，4个计算结果正确共2分。
如果没有进行分步运算，根据计算情况酌情给分。
3、图中两条曲线分别是镀有单层2ZrO 膜层和镀有单层2TiO 膜层的K9（n=1.52）
平板玻璃的实测透过率光谱曲线，
①计算2ZrO 膜层的折射率和厚度。
②计算2TiO 膜层的折射率和厚度。
③2ZrO 膜层的两个透过率极小值相等说明了什么?
④2TiO 膜层的所有透过率极小值均不相等说明了什么?
⑤为什么同一膜层的所有透过率极大值都相等?
解：①计算2ZrO 膜层的折射率和厚度。
（10分）
样片的透射率极小值均为0.78，根据
78.01)1)(1(2121=---=R R R R T （2分） 21)11(Y Y R +-= g
n n Y 2
= （2分） 0426.052.1152.11)11(2
22=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=+-=s s n n R （2分） 可得n =1.97 （1分） 在800nm 波长处，有14
1λm nd =
（1分） 在600nm 波长处，同样有2)1(4
1λ+=m nd （1分） 于是由1241)1(41λλm m nd =+=，得到m =3 d =300nm （1分） ②计算2TiO 膜层的折射率和厚度。
（7分）
91.8
91.8 ZrO 2 TiO 2
由于480nm 和780nm 极小值不相等，因此分别计算，
对于nm 7801=λ T 1=0.664，同理可得n 1=2.328 （2分） 对于nm 4801=λ T 1=0.645，同理可得n 2=2.390 （2分） 由m d n ⋅=1141λ )2(4
122+⋅=m d n λ （2分） 可得m =3，d =251.3nm （1分） ③ 两个透过率极小值相等说明薄膜折射率在此波段内没有色散。
（2分） ④ 所有透过率极小值均不相等说明薄膜折射率在此波段存在色散。
（2分） ⑤ 所有透过率极大值为虚设层，和没有镀膜玻璃的透射率相同，所以同一膜层的所有极大值都相等。
（2分）。