光学镀膜
光学镀膜的概念
光学镀膜的概念光学镀膜是指在透明基底表面上，利用物理气相沉积技术，对材料表面进行一层薄膜涂覆，以改变材料光学性能的过程。
这种涂覆过程可以控制光的反射、透射和折射等特性，来达到吸收或反射特定波长的光线，扩大折射率范围和增加光学成像清晰度等效果。
光学镀膜的原理基于薄膜光学，即通过控制光线在薄膜内的传播路线来达到需要的光学效果。
它主要分为三类，单层反反射膜、多层反射膜和分列镀膜。
其中，单层反反射膜是在透明基底的表面涂覆一层光学材料来减少反射光损失，提高透过率。
多层反射膜是在基底上涂覆多层具有不同折射率材料的薄膜，来实现所需的光学效应。
分列镀膜是将一种材料在两个基底之间多次镀膜。
通过这种方式来实现减少反射光、增加透射光、增加折射率、实现滤波等目的。
对于光学镀膜的制作过程，典型步骤包括基底清洗、热处理、预镀层和主镀层。
首先，将基底放入清洗槽内进行表面清洗，以去除表面的杂质和氧化物等，然后进行热处理，使基底表面更加平整和光滑。
接着，为了增加薄膜的附着力和稳定性，需要先将一层均匀的预镀层覆盖在基底表面，然后通过主镀层不断重复沉积热蒸发或溅射等工艺，来制备出不同材料组成和厚度的涂层。
光学镀膜具有广泛的应用场景，主要用于军事、航空、航天、医疗、仪器仪表、通信系统等领域。
它可以使双眼望远镜、光纤连接器、太阳能电池板、激光器等设备的性能得到优化。
在医疗领域，光学镀膜技术可以制备出高质量的光学镜片、显微镜和指纹检测器等设备，用于病症的检测和治疗等方面。
总之，光学镀膜技术是一种高精度、高效率的制备技术，具有重要的实际应用前景。
未来，光学镀膜技术可能会得到更广泛的应用，来实现更多的科技发展和产业升级目标。
光学镜片的镀膜原理
光学镜片的镀膜原理
光学镜片的镀膜原理是利用光的干涉现象来实现的。
镀膜是在光学元件表面上沉积一层光学薄膜，通过改变薄膜的厚度和折射率来控制光的传播和反射，从而实现对光的特定波长的增强或减弱。
镀膜的原理可以分为两种情况：
1. 单层膜镀膜
单层膜镀膜是在光学元件表面上镀一层薄膜，该薄膜的厚度和折射率被精确控制，以实现对特定波长的光的反射或传播。
当光从介质A（一般是空气）入射到介质B（光学薄膜）时，其中一部分光会被该薄膜反射，另一部分光会穿过薄膜进入介质B。
通过调节薄膜的厚度和折射率，可以使得某一特定波长的反射光强度最大，而其他波长的光强度较小。
这样就实现了对该特定波长的光的增强或减弱。
2. 多层膜镀膜
多层膜镀膜是在光学元件表面上镀多层薄膜，每层薄膜的厚度和折射率不同，通过构建不同厚度和折射率的薄膜层，可以产生光的干涉效应。
通过精确设计薄膜层的结构，可以实现对特定波长范围内的光的增强或减弱。
多层膜镀膜可以同时实现多个波长范围的光的增强或减弱，因此在光学器件中得到广泛应用，如反射镜、透镜等。
总的来说，光学镜片的镀膜原理是通过控制薄膜的厚度和折射率来实现对特定波
长的光的增强或减弱，利用光的干涉现象来控制光的传播和反射。
光学镀膜介绍知识讲解
反射率光譜圖
1. 光線照在未經處理的平整表面基材(PC、PMMA或GLASS)上時，集中在某一個角度反射的光線進入眼中會讓人覺得昏眩，這就是”眩光”所造成的影響。抗眩的原理是以表面處理的方式使表面變得粗糙不平整，在不平整的表面狀態使照在上面的光線散射，光線因而散射到各個角度而不會集中在某一個特定角度。 2. 抗眩光產品一般應用於螢幕上當作保護片使用
如何分辨鍍膜面?
1. 如何提高穿透率 2. 抗反射介紹 3. 抗眩光介紹
二、抗反射原理及應用
1. 當光線經過玻璃並不是100%穿透，玻璃兩個表面都會產生反射，玻璃本身 的材質也吸收光，因此玻璃的穿透+玻璃的反射+玻璃的吸收=100%。
100% 入射光
玻璃材質吸收0.5%
第一面玻璃反射4%
MIL-STD-810E
無變異
使用NaCl (比重5%) 鹽霧暴露於35℃環境中測試
濕度
MIL-C-48497A
無變異
溫度35℃/濕度95%，24小時後作耐磨性測試
可溶性
MIL-C-48497A
無變異
將玻璃放置於室溫15~32℃中，24小時後觀察其變化
環境耐久性測試總表
1. 耐磨性主要是測試鍍膜層與基材間的附著程度，製程條件及蒸鍍靶材 均會影響耐磨性的好壞。 2. 耐磨測試一般會將橡皮擦、鋼絲絨或無塵布綑綁於耐磨測試機的測試 頭上，並施加重量於測試頭上方，測試次數結束後觀察測試基材表面 是否有刮傷痕跡出現。
鹽霧測試機
腐蝕性測試
1. 將基材放置於恆溫恆濕機中，可調整測試溫度及相對濕度，測試後 可觀察鍍膜層表面是否有變異並測試耐磨性。
恆溫恆濕機
濕氣測試
1. 將測試基材放置於室溫環境中，經過數小時後觀察其鍍膜層表面是否 有變異，此項耐久性測試是最簡易之方法。
光学镀膜原理
光学镀膜原理光学镀膜是一种利用薄膜的干涉和反射作用来改善光学元件性能的方法。
通过在光学元件表面涂覆一层非常薄的膜，可以改变光学元件对光的透射、反射和吸收特性，从而实现对光的控制和操纵。
光学镀膜技术在现代光学和光电子学领域得到广泛应用，为许多光学器件的设计和制造提供了重要的支持。
光学镀膜的原理主要基于薄膜的干涉效应。
当光线从一个介质进入另一个介质时，会发生反射和折射现象。
如果在介质表面涂覆一层薄膜，该薄膜会对光线的反射和透射产生影响。
薄膜的厚度和折射率决定了不同波长的光在薄膜中的干涉效应，从而导致光在不同波长下的反射率和透射率发生变化。
通过精确控制薄膜的厚度和材料，可以实现对光的特定波长的选择性反射或透射，从而实现对光的调控。
光学镀膜技术常用于制备各种类型的光学薄膜，如反射膜、透射膜、滤光片等。
这些光学薄膜广泛应用于激光器、光学仪器、光学镜头、太阳能电池等领域。
例如，反射膜可以提高激光器的光学效率，透射膜可以增强光学仪器的透射率，滤光片可以实现对特定波长光线的隔离和选择。
光学镀膜技术的发展离不开材料科学和光学设计的进步。
随着材料科学的不断发展，出现了越来越多具有特殊光学性能的新材料，如光学薄膜材料、多层膜材料等，这为光学镀膜技术的应用提供了更多可能性。
同时，光学设计的优化也对光学镀膜技术的发展起到了重要作用，通过精确的光学设计和仿真，可以实现对光学薄膜的性能进行优化，提高光学元件的光学性能。
总的来说，光学镀膜技术是一种重要的光学加工技术，通过精确控制薄膜的厚度和材料，可以实现对光的控制和操纵，为光学器件的设计和制造提供了重要支持。
随着材料科学和光学设计的不断进步，光学镀膜技术将在更多领域得到应用，为光学和光电子学的发展带来新的机遇和挑战。
光学镀膜显色原理
光学镀膜显色原理
光学镀膜是一种通过在光学元件表面沉积一层或多层透明介质薄膜，以提高光学元件的反射、透射、偏振、干涉等光学性能的技术。
在镀膜过程中，可以根据需要调整薄膜的厚度、组分和结构，以达到所需的显色效果。
光学镀膜的显色原理可以从两个方面来解释：一是薄膜的结构和组分对光的作用，二是薄膜对光的干涉作用。
首先，薄膜的结构和组分对光的作用是显色的基础。
不同组分的介质薄膜对光的折射率、反射率、透射率等光学性能都有不同的影响。
例如，在可见光波段，高折射率的介质薄膜可以增强光的反射效果，使物体看起来更加明亮；低折射率的介质薄膜则可以使光更加均匀地透过，减少光的散射和反射。
因此，通过调整薄膜的组分和结构，可以实现对光的调控，从而达到所需的显色效果。
其次，薄膜对光的干涉作用也是显色的重要原理之一。
当两束或多束相干光波在同一点相遇时，它们的光程差会产生干涉现象，从而影响光的强度和相位。
在光学镀膜中，多层介质薄膜的沉积会形成复杂的干涉效应，使光在薄膜表面反射和透射的过程中产生干涉加强或干涉相消的现象，进一步影响光的方向性和强度分布，最终影响物体的显色效果。
综上所述，光学镀膜显色原理是通过调整薄膜的结构和组分来实现对光的调控，再利用多层介质薄膜的干涉效应进一步优化光的方向性和强度分布，以达到所需的显色效果。
通过深入研究和掌握这一原理，
我们可以不断优化光学镀膜技术，提高产品的质量和性能，推动相关领域的发展。
光学镀膜镜面反射率
光学镀膜镜面反射率光学镀膜是一种常用的技术，它可以改善材料表面的反射率和透射率，使得材料具有更好的光学性能。
在光学镀膜技术中，镀膜过程是关键，而其中最重要的参数之一就是镀膜后的镜面反射率。
本文将详细介绍光学镀膜镜面反射率的相关知识，包括镀膜原理、影响因素和应用。
光学镀膜是一种将薄膜沉积到材料表面以改善其光学特性的技术。
通过选择合适的薄膜材料和控制薄膜厚度，可以显著改善材料的透射率和反射率。
光学镀膜主要用于镜子、镜头、光学滤波器等光学元件的制造过程中。
对于光学镀膜来说，镜面反射率是一个重要参数。
镜面反射率是指入射光线在材料表面发生反射后，留下的反射光的强度与入射光的强度之比。
镜面反射率越低，材料表面的反射光就越少，从而提高了材料的透射率。
影响光学镀膜镜面反射率的因素有很多，其中最重要的因素之一是镀膜材料的选择。
不同的镀膜材料具有不同的光学性质，因此在选择镀膜材料时需要根据具体要求进行合理选择。
通常情况下，金属膜具有较高的反射率，所以在需要降低反射率的光学元件中，常采用多层介质膜镀膜来降低金属膜的反射率。
此外，镀膜过程中的温度、气压和离子束能量等参数也会对镀膜后的镜面反射率产生影响。
光学镀膜镜面反射率的应用非常广泛。
在光学领域，几乎所有需要透射光的元件，如镜子、镜头和滤波器等，都可以通过镀膜技术来降低反射率，提高透射率。
在太阳能领域，镀膜技术也广泛应用于光伏电池和太阳能热水器等设备中，以提高能量转换效率。
此外，在光学信息存储、显示器件和光纤通信等领域，光学镀膜也起着至关重要的作用。
然而，光学镀膜镜面反射率也存在一些问题。
首先，镀膜过程中的参数控制十分关键，过高或过低的镀膜厚度都会导致镜面反射率明显增加。
其次，镀膜薄膜的稳定性也是一个问题，薄膜表面的污染、腐蚀和磨损等都会导致镜面反射率的增加。
此外，一些特殊的镀膜材料，如金属膜，具有较高的反射率，对于这种情况，常常需要采取多层介质膜的方法来降低反射率。
光学镀膜技术_文库
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例：空气折射率是1，玻璃折射率是1.8，镀膜折射率是1.5。
光线从空气直接进入玻璃 透射率=4*1*1.8/（1+1.8） 2=91.84%;
光线从空气进入镀膜再进入玻璃透射率=【4*1*1.5/（1+1.5） 2】*【4*1.5*1.8/（1.5+1.8）2】=95.2%;
利用这种干涉现象，通过对光学零件表面薄膜的材料和厚度的 控制，人为的控制光的干涉，根据需要来实现光能的重新分配。
光学镀膜工作原理
6
光照到光学零件表面时，一部分 光发生反射，另外一部分光投射 进入光学零件。反射光的存在无 疑降低了透射光的强度，反之透 射光的存在降低了反射光的强度；
为了减少反射光或者透射光的强
作用： ➢ 增加光学系统的通透率； ➢ 减少杂散光； ➢ 提高像质；
增透➢膜增加作用距离；
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当光线从折射率为n0的介质射入折射率为n1的另一介质时，在 两介质的分界面上就会产生光的反射, 如果介质没有吸收，分界 面是一光学表面，光线又是垂直入射，则：
反射率 R=(n0-n1)2/(n0+n1)2
增透膜
20
单层增透膜反射率
增透膜
21
多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长进行反复干涉相消以使 得反射率达到最小。
增透膜
22
多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反射光都进行干涉相 消从而达到对一个宽波段的光增透。
增透膜
23
应用：所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜、显微 镜等各种视觉观察和测量系统；
d
膜上表面和下表面的反射光线在上表面的相
位差为1个波长，干涉相长，从而使反射光
光学镀膜材料
光学镀膜材料光学镀膜材料是一种应用广泛的功能性材料，它在光学领域具有重要的应用价值。
光学镀膜材料是指在光学元件表面进行一层或多层薄膜沉积的材料，其目的是改变光学元件的透射、反射和吸收等性能。
光学镀膜材料的种类繁多，常见的有金属膜、氧化物膜、氟化物膜等。
本文将对光学镀膜材料的种类、特性和应用进行介绍。
光学镀膜材料的种类。
光学镀膜材料的种类多种多样，根据其化学成分和结构特点可以分为金属膜、氧化物膜、氟化物膜等。
金属膜是将金属原子通过真空蒸发、溅射等技术沉积在基片表面形成的薄膜，具有良好的导电性和光学性能，常用于反射镜、透镜等光学元件的镀膜。
氧化物膜是将氧化物材料沉积在基片表面形成的薄膜，具有良好的耐腐蚀性和光学性能，常用于光学滤波器、反射镜等光学元件的镀膜。
氟化物膜是将氟化物材料沉积在基片表面形成的薄膜，具有良好的耐磨性和光学性能，常用于光学镜片、滤光片等光学元件的镀膜。
光学镀膜材料的特性。
光学镀膜材料具有一系列特殊的光学性能，如高透射率、低反射率、高吸收率等。
其中，高透射率是指光学镀膜材料对光的透射能力较强，能够使光线通过材料而不产生明显的衍射、散射等现象；低反射率是指光学镀膜材料对光的反射能力较弱，能够减少光线的反射损失；高吸收率是指光学镀膜材料对光的吸收能力较强，能够有效地吸收光线的能量。
这些特性使光学镀膜材料在光学系统中起着重要的作用，能够提高光学元件的透射率、反射率和吸收率，从而提高光学系统的整体性能。
光学镀膜材料的应用。
光学镀膜材料在光学领域具有广泛的应用，主要包括光学镜片、滤光片、反射镜、透镜等光学元件。
其中，光学镜片是将光学镀膜材料沉积在玻璃或塑料基片上形成的薄膜，具有调节光线透射、反射和吸收性能的功能，广泛应用于相机、望远镜、显微镜等光学仪器中；滤光片是将光学镀膜材料沉积在光学玻璃或塑料基片上形成的薄膜，具有选择性透射或反射特定波长光线的功能，广泛应用于激光器、光谱仪、光学仪器等领域；反射镜是将光学镀膜材料沉积在金属或玻璃基片上形成的薄膜，具有增强或减弱特定波长光线的反射性能，广泛应用于激光器、光学系统、激光打印机等领域；透镜是将光学镀膜材料沉积在玻璃或塑料基片上形成的薄膜，具有调节光线透射、反射和吸收性能的功能，广泛应用于眼镜、显微镜、望远镜等光学仪器中。
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分光膜-偏振分光膜：
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分光膜-偏振分光膜：
常用指标：
消光比：Tp/Ts＞500:1 Rs:Rp>95:5 出射光束偏转：0°±3′（T），90°±5′（R） 入射光入射角：0°±2°
( 1.5+1.8 )2]＝95.2%
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增透膜
光线（黑色）射到增透膜上，有 一部分反射出来（蓝色）；有一 部分折射入增透膜（青色），又 经增透膜第二面反射（黄色）， 再折射出来（红色）。 由于青色，黄色光行程为两个1/4 波长，即0.5倍波长。因此红色和 蓝色两列光相位差为半波长，叠 加而抵消。即光能都进入增透膜 后进入镜头。故叫增透。单层增 透膜厚度都是需要增透波长的1/4
2）保护银，红外区常用金、银
＞95%可见光区 ＞98%微米红外区
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反射膜-金属反射膜
3）保护金 ：在0.65微米后的红外光区具有非常高的 反射率
＞95%0.65-2微米 ＞98%2-12微米红外光区
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带通膜
带通膜
通用指标 截止区截止深度：＜0.1% 半带宽 ＜10nm
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作业：
作业： 分光膜：普通分光，偏振分光，消偏振分光 滤光膜或二向色分光膜：长波通，短波通，带通 任选四个找出其应用的具体实力及说明
例子：
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反射膜-介质反射膜：
一般指标：R>99.5%@可见光或指定波段
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分光膜
主要作用是把入射光分为反射光和透射光两部分的 一种薄膜元件。分光膜可以用作各类激光器谐振腔 （平平腔、共焦腔、共心腔、凹凸腔、半共心腔等） 的腔镜，也可以用作激光器外围光路衰减光强的元 件等。分光膜可用于高功率激光或大能量激光，也 可用于普通的各种工业化激光器。总之在光通讯、 激光工业、激光显示、医学设备、勘测设备、精密 仪器及半导体等领域都有用到
出射光束偏转：0°±3′ （T）,90°±5′（R）
入射光入射角：0°±3°
入射光偏振态
出射光偏振态
45线偏振光 圆偏振光
自然光
部分偏振光
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分光膜-偏振分光膜：
2）偏振分光膜： 偏振分光膜是利用光斜入射时薄膜的偏振效应制成 的。偏振分光膜可以分成棱镜型和平板型两种。棱 镜型偏振膜利用布儒斯特角入射时界面的偏振效应； 平板型偏振膜主要是利用在斜入射时由电介质反射 膜两个偏振分量的反射带带宽的不同而制成的。
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分光膜-能量分光膜：
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分光膜-能量分光膜：
常用指标：
透射率/反射率：
50/50±5%T＝（Ts+Tp）/2, R= （Rs+Rp）/2
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增透膜
疑问： 反射回来干涉相消了，怎么就增透了呢？ 回答：
光具有能量 对同频率的光，光强越大，能量越大， 在照射光的能量不变的前提下，增透膜减少反射光 的光强（能量），根据能量守恒，入射光的能量必 然增加 光强增大 也就是所谓“增透”，这里增透 是指增加入射光能量，绿光反射回来后相互抵消了， 从能量上来说光的能量没有消耗，这就相当于进入 的光能要大了，达到增透效果
增透膜
单层增透膜： 理论解析 ： 若是由介质 n1垂直入射至 n2 反射率＝[ (n2 －n1) / (n1+n2) ]2 穿透率＝4n1n2 / (n1+n2)2 若是空气的折射率是 1.0 ，镀膜的折射率 nc (例如：1.5) ，玻璃
的折射率 n (例如：1.8) （1）由空气直接进入玻璃 穿透率＝ 4×1.0×1.8 / ( 1+1.8 )2＝91.84% （2）由空气进入镀膜后再进入玻璃 穿透率＝[ 4×1.0×1.5 / ( 1+1.5 )2] × [ 4×1.5×1.8 /
分光膜-二向色分光膜
4）二向色分光膜 按波长区域把光束分成两部分的薄膜。这种膜可 以是一种截止滤光片或带通滤光片，所不同的是， 波长分光膜不仅要考虑透过光而且要考虑反射光， 二者都要求有一定形状的光谱曲线 应用于多波段光源、荧光显微镜、生物芯片阅读 仪等光学光谱仪器
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入射光偏振态
任意偏振光 自然光
出射光偏振态 s偏振光和p偏振光
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分光膜-消偏振分光膜：
3）消偏振分光膜：对光能有一定的吸收，但对偏振 态很不敏感，适用于可调谐激光
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增透膜
用途： 所有透过型光学系统如照相机、测距仪、潜望镜、 显微镜等各种视觉观察和测量系统
指标说明 ： 单层增透：对于一般玻璃反射R<1.5%@532nm， 在可见光区可做到R<2% 多层窄带增透：可做到R<0.1%@所需波长 多层宽带增透：可做到Rave<0.5%@可见光区
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反射膜
金属反射膜 基本原理 ：一般金属都具有较大的消光系数，当 光束由空气入射到金属表面时，进入金属内的光振 幅迅速衰减，使得进入金属内部的光能相应减少， 而反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越迅 速，进入金属内部的光能越少，反射率越高。
光学镀膜
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分类
增透膜 单层增透 多层增透 反射膜 金属反射膜 介质反射膜 分光膜 普通分光Hale Waihona Puke 偏振分光 消偏振分光 二相色分光膜
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分光膜-二向色分光膜和滤光膜
长波通
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分光膜-二向色分光膜和滤光膜
短波通
通用指标 开关波长 截止区截止深度：＜1% 开关波段带宽： ＜10nm
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反射膜-介质反射膜：
介质反射膜： 基本原理：电介质反射膜是建立在多光束干涉基础 上的。与增透膜相反，在光学表面上镀一层折射率 高于基体材料的薄膜，就可以增加光学表面的反射 率。最简单的多层反射是由高、低折射率的二种材 料交替蒸镀而成的,每层膜的光学厚度为某一波长 的四分一。在这种条件下，参加叠加的各界面上的 反射光矢量，振动方向相同。合成振幅随着薄膜层 数的增加而增加
名称
应用
说明
偏振分光膜 法拉第电流传感器
利用磁光效应改变光的偏振面，当电流变
化，由于磁性变化导致光在导光棒中偏振 面的改变，从而测量电流，由于需要对光 起偏和检偏，且检偏需要分光以检测S和P 光在不同电流影响下的分光比 ，所以需要
用到偏振分光棱镜，高级的传感器用到的 偏振器实际是格兰泰勒棱镜等高偏振度， 高透过率的元件
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增透膜
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增透膜
多层增透膜 1）多层窄带增透：多个膜层叠加对单个波长光进 行反复干涉相消以使得反射率达到最小 2）多层宽带增透：多个膜层叠加对不同波长的反 射光都进行干涉相消从而达到对一个宽波段的光增 透
1）保护铝：在紫外区常用的金属薄材料是铝，在可 见光区常用铝（和银）
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反射膜-金属反射膜
R>88%@可见光区
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反射膜-金属反射膜
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分光膜-能量分光膜：
1）能量分光膜：（普通分光膜） 按照一定的光强比把光束分成两部分的薄膜，这 种薄膜有时仅考虑某一波长，叫做单色分光膜；有 时需要考虑一个光谱区域叫做宽带分光膜；用于可 见光的宽带分光膜，又叫做中性分光膜。这种膜也 常在斜入射下应用，由于偏振的影响，二束光的偏 振状态可以相差很多,在有些工作中，可以不考虑 这种差别,但在另一些工作中（例如某些干涉仪）， 则要求两束光都是消偏振的，这就需要设计和制备 消偏振膜。
分光膜-消偏振分光膜：