光学薄膜与技术
光学薄膜的制备及其在光学器件中的应用
光学薄膜的制备及其在光学器件中的应用光学薄膜是一种通过在透明基材上沉积一层或几层具有特定光学性能的材料来实现特定光学功能的技术。
光学薄膜广泛应用在各种光学器件中，如激光器、太阳能电池、液晶显示器等。
在本文中，我们将重点介绍光学薄膜的制备及其在光学器件中的应用。
一、光学薄膜的制备1. 干蒸发法干蒸发法是一种最常用的光学薄膜制备方法。
其原理是将材料加热至高温，使其蒸发并沉积在基材表面。
通常使用电子束蒸发、电弧蒸发和反应式磁控溅射等技术进行干蒸发。
2. 溶液法溶液法是利用金属盐或有机化合物在溶液中形成溶液，再将溶液加热蒸发并沉积在基材表面。
溶液法具有制备大面积、均匀薄膜的优点，但需要严格控制溶液成分和工艺条件。
3. 离子束沉积法离子束沉积法是一种通过将高能离子轰击材料表面而产生剥离原子或分子，从而形成薄膜的方法。
离子束沉积法可以制备高质量的多层膜结构，但需要较高的成本和复杂的工艺条件。
二、光学薄膜在光学器件中的应用1. 激光器光学薄膜在激光器中广泛应用，其中最常见的应用是激光膜。
激光膜是一种具有高反射率、高透过率和低损耗的膜，通常由金属、二氧化硅或氮化硅等材料制成。
激光膜可以将激光束反射或透过，使激光束得到增强或衰减，并被广泛应用于激光器的共振镜、输出镜和半导体激光器的腔体镜等部件。
2. 太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，光学薄膜在太阳能电池中扮演着控制入射光谱和增强光子吸收的重要角色。
通过制备适合的光学薄膜，可以增强太阳能电池对光子的吸收率和光电转换效率，从而提高太阳能电池的性能。
3. 液晶显示器液晶显示器是一种利用液晶材料控制光的传输和反射来显示图像的器件，光学薄膜在液晶显示器中扮演着控制光的偏振和传输的重要角色。
制备具有特定光学性能的光学薄膜可以优化液晶显示器对光的控制，从而提高显示器的图像质量和亮度。
结语光学薄膜制备技术和应用在现代光电器件中起着重要的作用。
通过制备具有特定光学性能的光学薄膜，可以优化光学器件的性能和功能，从而促进光电技术的发展。
薄膜光学与镀膜技术
精品课件
光学薄膜应用
分光镜
中性 分光镜
双色 分光镜
偏振光 分光镜
精品课件
中性分 光镜
双色分光 镜原理图 S
P 偏振分光镜 原理图
光学薄膜应用
截止滤光片
在某波段不透光而相邻的另一波段有很高的透射率的一种光学器件
长波通滤光片
短波通滤光片
实际应用：冷光镜、彩色分光膜等
精品课件
光学薄膜应用
带通滤光片
指某波段域内透射率很高而其两旁透射率甚低的滤光片
精品课件
光学薄膜制作
离子束溅镀
特点：
➢ 制作的薄膜密度高，散射小 ➢膜折射率稳定均匀，膜厚精准 ➢可以配合其他制镀方法，提高制 镀速率 ➢ 增加了控制的自由度
精品课件
光学薄膜制作
离子束助镀
特点：
➢配以蒸镀或溅镀系统，提高镀膜 速率 ➢成膜纯度高，膜变得更缜密 ➢ 光谱特性稳定 ➢提高了膜层折射率的均匀性
利用商品化的分光光度计和光谱分析仪量出穿透率和反射率等
双光路分光光度计
精品课件
光学薄膜制作
非光学特性测量
附着力测试 • 利用黏性较强的胶带一端贴于薄膜上另一端撕拉。
应力测试 • 利用悬臂法作弯曲测试 • 利用干涉仪相位移法测量 组成成分测量 • 利用红外光谱仪观察其分子振荡吸收光谱
结构测量 • 利用穿透式电子显微镜观测纵剖面 • 用扫描式电子显微镜做隔电隔磁屏障以提高解析
精品课件
光学薄膜制作
热电阻加热
特点：
➢ 结构简单、成本低廉、操作方便； ➢ 电阻片加热温度有限，高熔点的
氧化物大多无法蒸镀 ➢ 蒸发速率低； ➢合金或化合物加热会导致分解。 ➢ 膜质不硬，密度不高
薄膜光学技术
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
光学实验技术中的薄膜制备与表征指南
光学实验技术中的薄膜制备与表征指南在现代光学实验中，薄膜是一种广泛应用的材料，它具有许多独特的光学性质。
为了实现特定的光学设计要求，科学家们需要制备和表征各种薄膜。
本文将为您介绍光学实验技术中的薄膜制备与表征指南，帮助您更好地理解和应用薄膜技术。
一、薄膜制备技术1. 真空蒸发法真空蒸发法是一种常见的薄膜制备技术，它通常用于金属或有机材料的蒸发。
蒸发源材料通过加热，使其蒸发并沉积在基底表面上，形成薄膜。
真空蒸发法具有简单、灵活的优点，但由于材料的有机蒸发率不同，容易导致薄膜的成分非均匀性。
2. 磁控溅射法磁控溅射法是一种通过离子碰撞使靶材溅射，并沉积在基底上的技术。
这种方法可以获得高质量和均匀性的薄膜。
磁控溅射法通常用于金属、氧化物和氮化物等无机薄膜的制备。
3. 原子层沉积法原子层沉积法（ALD）是一种逐层生长薄膜的方法，通过交替地注入不同的前驱体分子，使其在基底表面上化学反应并沉积。
这种方法可以实现非常精确的厚度控制和成分均一性。
4. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种基于溶胶和凝胶的化学反应制备薄膜的方法。
通过溶胶中的物质分子在凝胶中发生凝胶化反应，形成薄膜。
这种方法适用于复杂的薄膜材料。
二、薄膜表征技术1. 厚度测量薄膜的精确厚度对于光学性能至关重要。
常用的测量方法包括激光干涉法、原位椭圆偏振法和扫描电子显微镜等。
激光干涉法通过测量反射光的相位差来确定薄膜厚度，原位椭圆偏振法则通过测量反射光的椭圆偏振状态来推断厚度。
2. 光学性能表征光学性能包括反射率、透过率、吸收率等。
常用的表征方法有紫外可见近红外分光光度计和激光光谱仪。
通过测量样品在不同波长下的吸收或透过光强度，可以得到其光学性能。
3. 表面形貌观察表面形貌对薄膜的光学性能和功能具有重要影响。
扫描电子显微镜和原子力显微镜是常用的表面形貌观察工具。
扫描电子显微镜可以获得样品表面的高分辨率图像，原子力显微镜则可以实现纳米级表面形貌的观察。
4. 结构分析薄膜的结构分析是了解其晶体结构和晶格形貌的重要手段。
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。
光学薄膜技术应用研究
光学薄膜技术应用研究光学薄膜技术，简称光学薄膜，是指通过物理蒸镀、溅射等方法，在表面上堆积一层很薄的材料薄膜，从而改变材料的光学性质。
由于其在光学元件、光电信息、化学分析等领域均有广泛的应用，因而被广泛研究和应用。
下面来详细探讨光学薄膜技术应用研究。
一、光学薄膜技术在光学元件中的应用在光学元件中，光学薄膜技术有着重要的应用。
光学薄膜可以被制成全反射镜、半反射镜、多层膜等器件。
如薄膜滤波器可以通过不同厚度和不同种类的材料堆积层次，来实现对光的滤波；光学偏振器可以通过给晶体或者玻璃薄膜施加强约束电场和强磁场，产生特殊的偏振效应，用于解决光学分离和信息存储等问题。
此外，光学薄膜技术还可以制作可变光学器件，如光学分束器和反射率可变的反射镜。
二、光学薄膜技术在光电信息中的应用光学薄膜技术在光电信息方面也有一定的应用。
如宽带光学反射镜在光电信息单位中得到广泛的应用，其主要作用是减少传输损耗和增加串行通信容量。
又如，光导纤维附着有光学薄膜具有非常高的折射率，能够在光纤送信的过程中实现光信号的反射和传输，保证了光纤通信质量良好。
三、光学薄膜技术在化学分析中的应用光学薄膜技术在化学分析方面也有着广泛的应用。
如利用存在非常敏锐的气体传感器阵列实现对污染气体进行监测，保证环境卫生。
其实现的核心是对特定气体进行自注意的区分，这就需要光学薄膜来实现。
四、光学薄膜技术在光色变材料中的应用光学薄膜技术在光色变材料中也被广泛应用，由于光学薄膜具有一定的变色性质，因此可以利用它实现某些光学传感器元件对于光线的照射产生变化，由此实现对光信号的控制（如液晶屏幕）。
此外，光学薄膜加工技术还可以实现大规模生产，由此实现对光学元件的流水线制造，使得光学信息的处理速度更具优势。
在以上几个领域中，光学薄膜技术的应用影响了整个领域的发展，并形成了多种相关的光学设备。
不过，随着时代的变迁和技术的不断发展，光学薄膜技术与其对应的应用，也需不断革新升级，从而达到更高层次的状态。
光学薄膜技术
光学薄膜技术
光学薄膜技术是一种广泛应用于科研、工业、医疗、航空、航天、国防等多个领域的技术，它主要涉及成像光学系统应用和非成像光学系统应用两个方面，可以实现光谱选择、光能量增强以及色差均衡等。
随着应用领域的不断拓展，光学薄膜技术已经发展成为一门独立的专业技术。
在成像光学系统应用方面，各种空间相机、光谱仪、望远镜等的不断开发和应用为光学薄膜技术的发展拓展出了更加广阔的应用领域，如红外光学薄膜在卫星遥感、导航等方面的应用，窄带超窄带滤光片在新一代空间光学遥感仪中的应用等。
非成像光学系统应用则主要实现光谱选择、光能量增强以及色差均衡等。
例如，光谱选择可以用于卫星遥感、国土资源探测、海洋探测等领域；光能量增强可以用于提高照明、显示等领域的光效；色差均衡可以用于改善视觉效果、提高颜色质量等。
随着空间技术的不断发展，对地观测与空间探测等遥感探测技术成为空间技术的主要发展方向，主要包括气象观测、国土资源探测、海洋探测等。
这些领域的应用对光学薄膜的影响逐渐得到了重视和研究，已发展出了空间光学薄膜技术。
总之，光学薄膜技术是一种古老而又新型的光学技术，它有着广泛的应用前景和不断拓展的应用领域，同时也有着不断深入的研究和发展。
光学薄膜制备技术与应用探究
光学薄膜制备技术与应用探究随着科技的发展，光学在现代工业、生物医学、通信、信息处理等领域的应用越来越广泛，而光学薄膜作为光学器件生产制造的重要材料，对于提高器件的性能和降低成本十分关键。
本文将重点探究光学薄膜制备技术和应用。
一、光学薄膜制备技术1.溅射法溅射法是目前最为成熟的光学薄膜制备方法之一。
它利用离子束或电子束轰击靶材，靶材表面的原子或分子被抛出，形成高能离子和原子束，然后被沉积在基底表面成为薄膜。
溅射法具有较高的原子利用率和较均匀的沉积厚度分布，广泛应用于制备多种光学薄膜，如金属膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜等。
2.化学气相沉积法化学气相沉积法是一种利用化学反应在气相中生成沉积物的方法。
它可以在特定条件下使气相中的化学物质分子分解，并在基底表面形成薄膜。
化学气相沉积法具有高沉积速率和广泛的沉积物种类，可制备不同性质、不同组成的光学薄膜。
3.离子束共沉积法离子束共沉积法是在离子束轰击靶材的同时，向靶材表面注入气体分子，通过化学反应在基底表面生成薄膜。
离子束共沉积法可以制备纯度高、致密度大的光学薄膜。
4.离子束抛光法离子束抛光法是通过利用离子束对物体表面进行抛光，去除表面缺陷，提高基底表面的光学质量，然后在抛光后的基底表面沉积光学薄膜。
离子束抛光法可制备高质量、高精度的光学器件。
二、光学薄膜应用案例光学薄膜在现代工业、生物医学、通信、信息处理等领域得到广泛应用，以下列举几个典型的应用案例。
1.光学薄膜在激光器中的应用激光器是一种利用光的放大效应产生一束高亮度、高密集度、高能量的光源，广泛用于医学、工业、军事等领域。
光学薄膜在激光器中起着关键作用，它可以用来增强激光器的输出功率、提高工作效率、保护光学元件表面。
2.光学薄膜在光电子器件中的应用光电子器件是一种能够将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号的器件，广泛应用于通信、计算机、医疗等领域。
光学薄膜是光电子器件中的关键元件之一，如激光器、电视机中的观看窗口、摄像机中的多层反射镜片等。
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２ 会议报告 内容
本次大会共收到 １ １ ７ 篇报告 ， 其 中邀请报告 ２ ４ 篇、 口头报告 ６ ２ 篇、 张贴报告 ３ １ 篇。报告 内容涉及 膜系设计 、 薄膜材料 、 沉积技术 、 监控 、 测试与表征 、
之一。浙江大学信息学部 主任刘旭教授 出任本 次 大会 的主席 ， 并为大会开幕和闭幕致辞 。 Ｓ ｖ ｅ ｔ ｌ ａ ｎ ａ Ｄ ｌ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｈ博 士 、英 国 西 苏 格 兰 大 学 Ｆ ｒ ａ ｎ ｋ 大会聚集 了国际上从 事光 学薄膜研究机构 的 Ｐ ａ ｌ ｃ ｉ ｄ ｏ 教授 、 同济大学王 占山教授 、 天津 ８ ３ ５ ８ 所季 学术负责人或研究 骨干 ， 来 自欧洲 、 北美和亚洲 １ Ｏ 多个 国家的 ２ ０ ０多名代表（ 境外约 ６ Ｏ 人） 参加 了会
州召开。此次会议 由浙江大学现代光 学仪器 国家 重点实验室和中国光 学学会 光学薄膜 专委会 联合 主办 ， 浙江省科协和 同济大学协办 。“ Ｆ Ｏ Ｃ ２ ０ １ ２ ” 是 在 中国举办的最高层 次的光学薄膜研讨会 ，也 是
国际 上 该 领 域 内规 模 最 大 、水 平 最 高 的 学术 会 议
议 。出席大会 的既有 光学薄膜领域 的 国际资深权 威， 如 美 国亚 利 桑 那 大 学 Ａ ｎ ｇ ｕ ｓ Ｍａ ｃ ｌ ｅ ｏ ｄ教授 、 加 拿 大国家研究院 Ｇ ｅ ｏ ｒ ｇ ｅ Ｄ ｏ ｂ ｒ ｏ ｗ ｏ ｌ ｓ ｋ ｉ 博士 、 德国夫琅和 费应用光学与精密机械研究所 Ｎ ｏ ｒ ｂ ｅ ｒ ｔ Ｋ ａ ｉ ｓ ｅ ｒ 教授 、 俄罗斯莫斯科 大学 Ａ ｌ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｔ ｉ ｋ ｈ ｏ ｎ ｒ ａ ｖ ｏ ｖ 教授 、 美 国 Ｗｉ Ｕ ｅ ｙ 光学公司 的 Ｒ ｏ ｎ Ｗｉ ｌ ｌ ｅ ｙ 等， 也有 目 前处于 光学薄膜一线研究工作的顶级学者 ，如美国 Ｊ Ｄ Ｓ Ｕ （ 原Ｏ Ｃ Ｌ Ｉ ） 公司 Ｍ ａ ｒ ｋ ｕ ｓ Ｔ ｉ ｌ ｓ ｃ ｈ 博士 、 德国汉诺威激光 中心 Ｄ ｅ ｔ ｌ ａ ｖ Ｒ ｉ ｓ ｔ ａ ｕ博 士 、法 国 国家科学研究 中心 Ｃ ｌ ａ ｕ ｄ ｅ Ａ ｍ ｒ ａ教授 、澳 大 利 亚 科 学 与工 业 研究 组 织
一
勤研究员和成都光 电研究所李斌成研究员等专
家。国内外光学薄膜技术领域 的专家 、 学者和工程
外分析技术等。其 中显微镜分析法是 目前欧盟官方 唯一认 定 的动 物源 性蛋 白饲料 的标 准检 测 方法 （ ２ ０ ０ ９ ／ １ ５ ２ ／ Ｅ Ｃ ） 。上述不同分析方法各有优点 ， 但均 存在一定的局 限性 ，单一使用难以满足高效准确 的 鉴别分析要求 。 因此 ， 开展各种单一分析技术的高效 联 用检 测是 目前该 领域 研究 的重要 方 向 。欧盟将 进 步把聚合酶链反应法作为标准方法与显微镜法一 起应用为动物源性饲料 的监管手段 。
勤
悠
１ ９
题 评 述
技术人员汇聚一堂 ， 对光学薄膜的各个方向进行 了 深入 的探讨 。
Ｔ ｈ ｉ ｎ Ｆ ｉ ｌ ｍ Ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ 也分 别介绍 了在原子层沉积、 离 子辅助、光学塑料上 的等离子体沉积和红外保护膜 等领域的最新研究进展。 （ ３ ） 薄膜制备专题 Ⅱ。 德国Ｉ Ｏ Ｆ研 究 所 所 长 Ｎ ｏ ｒ ｂ ｅ ｒ ｔ Ｋ ａ ｉ ｓ ｅ ｒ 教 授 作 了
邀报告 ，详细介绍了不同的离子源和在光学薄膜 中
的应用。德国 Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｂ ａ ｌ ｚ ｅ ｒ ｓ 的Ｓ ｔ ｅ ｐ ｈ ａ ｎ Ｊ ａ ｃ ｋ ｏ ｂ ｓ 博士 介绍 了他们采用等离子体辅助磁控溅射制备高品质 光学薄膜滤光片方面的进展。 中国浙江大学、 中山大 学 ，德 国耶拿 大学 和 澳大利 亚 的联邦科 学 与工 业研 究组织作 了原子层沉积 、 略入射生长的模拟、 磁控溅 射沉积透明导电膜 以及纳米颗粒等内容的报告 。
沈伟东 ： 副教授 。
收稿 日 期： ２ ０ １ ２ — １ １ － １ ６
际交流与合作关系 ，为 国内专家学者参与国际饲料 目
安全领域重大科研计划 （ 如欧盟框架计划等 ） 奠定了 除
良好 的基 础 。
荸
衔
Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ａ ｄ ｏ ｎ ｇ ｓ ｚ ｊ ｕ ＠ｈ ｏ ｔ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｉ ｎ
成果 。交 流 的 同时也展 示 了 国内饲料 安全领域 研究
工作的技术水平、 条件 ， 对于扩大其国际影响力有很 大的推动。 另外 ， 本次会议还促进 了饲料质量安全领 域的国内外知名专家学者建立更加广泛、直接的国
另外， 大会还组织与会代表赴现代农业产业基
誉 象
地—・北京德清源农业科技股份有限公司进行了饲 料生产 、 养殖设施 、 蛋 品分级加工 、 粪便处理及沼气 生产等方面的实地考察与交流。 本次 国际会议组委会 由中国农业大学 （ ６ 人） 、 比利时瓦隆农业研究 中心（ ４ 人） 、 荷兰瓦赫宁根食
专 题 评
光 学 薄 膜 与 技 术
沈伟 ０ ２ ７ ）
１ 会议基本情 况
２ ０ １ ２年光 学薄膜 前沿 国际会议 （ Ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｉ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ
Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ， Ｆ Ｏ Ｃ ２ ０ １ ２ ）于 １ ０月 １ ５ ～ １ ８日在 杭
一
品安全研究院（ ２ 人） 和英 国贝尔法斯特女王大学（ ２ 人） 组成。学术委员会 由来 自比利时、 荷兰 、 英 国、 德 国、 捷克和中国的 ｌ ７ 位知名专家学者组成。 本次会议 的学术交流 ，使国内同行实时跟踪了 国际饲 料质量 安全 领域 最新 发展 动态 ，及 时掌握 国 际饲料质量安全分析技术领域相关科研项 目的最新