现代光学薄膜设计实例-期末设计报告
现代光学薄膜技术
期末报告
学院信息科学与技术学院
系部电子工程系
专业 XXXXX 学号 XXXXXXXXXXXXXX 姓名 XXXXX 任课老师: XXXXX 完成时间 2014、6、8 现代光学薄膜技术
期末报告
图1-典型的LCOS引擎结构
请陈述上述LCOS投影光学引擎中方框中所使用到的光学薄膜器件类型,并将该类型的具体光学特性要求给出;请详细给出方框8中X-cube的具体膜系设计过程与设计结果(设计材料与设计方法不限)
答:按照图上数字标示:
1、光源,需要高亮度,长寿命的白色光源。
2、滤光镜,滤除光源中的紫外光与红外光部分,保留自然光(白光)。
3、匀光镜？得到均匀的平行光。
4、分色镜,通过反射与投射不同波长的光对光进行分色,最终分成红、绿、
蓝三种颜色。
5、反光镜,普通高反放光镜,控制光的路径。
6、偏极化分光镜,(PBS,Polarization Beam Spliter),作用:得到需要的
光,光分为P光与S光,PBS让P光通过,让S光反射。
7、LCOS(Liquid Crystal on Silicon),即液晶附硅,也叫硅基液晶,就是
一种基于反射模式,尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。
这种矩阵采用
CMOS技术在硅芯片上加工制作而成。
在半导体材料上制作驱动电路,
并将主动像素(液晶)矩阵放置在半导体材料之上,在工作时,LCoS只会
对光线进行偏振处理,而不遮挡光线。
三色光分别通过各自的PBS后,
会反射S偏光进入LCOS面板,当液晶显示为亮态时,S偏光将改变成P
偏光,最后组合调变过的三道P偏极光,投射至屏幕处得到影像。
8、X-cube合光棱镜,来自三片LCOS调制过的三道P偏极光经过合光棱镜
会聚成一束光线。
9、投影镜,即成像透镜。
合成光束经过投影机镜头照射到屏幕上,形成彩
色的图像。
X-cube合光棱镜具体膜系设计
由LCOS引擎结构图分析可知,X-cube合光棱镜如下图,可以分成四个部分胶合,胶合面有1、2、3、4需要镀光学薄膜,且可知胶合面1、3的薄膜一致,膜系要求对长波红光部分高反,同时对绿光蓝光高透。
胶合面2、4的薄膜一致,应该对短波蓝光部分高反,同时对绿光红光高透。
这里我们取红绿蓝三个颜色的参考波长如下:
蓝光:430nm~450nm;绿光:490nm~580nm;红光:620nm~760nm。
图2-合色棱镜
长波通LPF的设计
红光:620nm~760nm;绿光:490nm~580nm;蓝光:430nm~450nm。
如图2,胶合面2、4上的设计的薄膜应满足通红光、绿光,反蓝光的长波通。
➢1、首先设定指标:由图可知工作环境,入射角度就是45°,入射介质与出射介质均为玻璃Glass,X-cube合光棱镜的入射光都就是P偏正光,所以在设计过程中就是针对P偏振光而非平均光。
膜系要求在420nm~450nm波段透射率低
于1%,在485nm以上波段透射率高于98%。
➢2、方案设计
●分析易得,可从设计一般的长波通膜系进行设计,采用长波通公式设计,以
【(0、5L H 0、5L)^m】的结构开始,材料选取常见的低折射率的SiO2与高折射率的TiO2。
●依据设计目标与环境【图3】,我们设计的长波通分界波长约在470nm,但
由于工作角度就是45度,设计时实际参考波长会向短波飘,所以参考波长经过探索取570nm,【(0、5L H 0、5L)^m】中的m值取15,其她具体的优化选项的详见【图4】。
初始设计结果未进行优化前如【图5】,显然在绿光波段不满足,需要进行优化。
图3 图4
●优化,短波端已满足要求,长波段需要进行进一步优化,经过一系列探索与
尝试,我们最后将优化参数设置成【图6】所示,优化结果如【图7】所示。
图5 LPF优化前结果
图6优化参数设定
图7 优化后结果
短波通SPF的设计
如图2,胶合面1、3上的设计的薄膜应满足通蓝光、绿光,反红光的短波通。
➢1、指标:入射角度就是45°,入射介质与出射介质均为玻璃Glass,入射光都就是P偏正光。
膜系要求在420nm~580nm波段透射率高于97%,在615nm以上波段透射率低于3%。
➢2、方案设计
●从设计一般的短波通膜系进行设计,采用短波通公式设计,以【(0、5H L 0、
5H)^m】的结构开始,材料选取常见的低折射率的SiO2与高折射率的TiO2。
●依据设计目标与环境【图8】,我们设计的长波通分界波长约在600nm,同
样由于工作角度就是45度,设计时实际参考波长会向短波飘,经过探索参考波长选取820nm,【(0、5H L 0、5H)^m】中的m值取25,其她具体的优化选项的详见【图9】。
初始设计结果未进行优化前如【图10】,显然需要进
行优化。
图8 图9
图10 SPF优化前
图11 最终优化参数选择
图12 SPF优化后
●优化,大概趋势满足要求,需要进行进一步优化,经过一系列探索与尝试,
我们最后将优化参数设置成【图11】所示,优化结果如【图12】所示。
设计总结与心得,
在设计时经过多次尝试之后发现,选好很多设计的参数以及公式很重要的,选好方案与参数往往使设计会更快甚至更好。
◆长波通LPF的设计
⏹在相同的优化方案下参考波长不同,优化的结果可能相差甚远。
在此次
设计中,其她设计不变,仅仅改变参考波长时,在500nm~570nm的都能得
到相对满意的结果,但就是当高于575nm时,优化结果就很差,经过几番
尝试570nm效果很好。
⏹优化间隔取值密度不同也可能使得结果相差甚远,甚至走向极端。
在此
次设计中,优化时选取的波长密度不够时就无法得到满意的结果。
⏹最终设计结果:在P偏正光下完全满足设计预设目标。
◆短波通SPF的设计
⏹有时候优化参数不能一步到位,所以可以循序渐进设计出满意的结果。
⏹发现自己理论不足或者说能力不足,在短波通设计时候没法想长波通
那样设计出比较满意的结果,很难兼顾两个波段的目标值。
⏹最终设计结果:在P偏正光下基本满足设计预设目标。
◆优化方式薄膜设计
优化方式薄膜设计仅仅以LPF为例,结果不就是很理想,具体不详述。
主要就是优化过程中的一些参数的限制设定。
结果如下:总层数27层。
总之,在此番设计中对薄膜设计有了更加具体的理解,通过这门课的学习进一步理解薄膜在生活中的应用,虽谈不上专业,但就是对很多生活中的薄膜应用应该大概可以说出个所以然来了,受益良多。
2014年6月8日星期日。
光学薄膜的设计与制备
光学薄膜的设计与制备光学薄膜在现代光学技术中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于太阳能电池、摄像机镜头、显示器、激光器等领域。
本文将介绍光学薄膜的设计与制备过程，以及相关的技术和应用。
一、光学薄膜的设计光学薄膜的设计是一个复杂而精确的过程。
首先，需要通过理论计算和模拟来确定薄膜所需的厚度和折射率。
这些参数将决定薄膜的色散特性和反射率等光学性质。
设计师通常使用多层堆叠薄膜的方法，以达到所需的效果。
其次，设计师还需要考虑到薄膜的物理性质和制备过程中的可行性。
薄膜材料的选择、表面处理和涂覆工艺等都会对薄膜的性能产生影响。
因此，设计师需要充分了解材料的光学特性和制备工艺的要求，以做出合理的设计。
在设计过程中，光学薄膜设计软件和模拟工具是不可或缺的。
这些工具可以提供各种参数和性能的优化结果，帮助设计师快速准确地完成薄膜设计。
然而，设计师的经验和专业知识也是至关重要的，只有结合理论和实践，才能得到最佳的设计方案。
二、光学薄膜的制备光学薄膜的制备是将设计好的薄膜转化为实际的产品的过程。
制备过程通常包括蒸发、溅射、离子束沉积等技术。
这些技术可以在真空环境中进行，以确保薄膜的质量和一致性。
蒸发是较为常用的制备技术之一。
通过将材料加热至其沸点，使其从固态直接转化为蒸汽，并在基底表面沉积。
溅射是另一种常用的制备技术，它通过离子轰击或电子轰击材料，将其溅射到基底表面。
离子束沉积则利用离子束的能量来沉积薄膜材料。
无论采用何种制备技术，控制薄膜的厚度和质量都是非常重要的。
制备过程中的参数如沉积速率、温度和压力等都需要严格控制。
此外，表面处理也是保证薄膜性能和附着力的重要步骤，常见的表面处理方法包括清洗、消除污染和表面活性剂处理等。
三、光学薄膜的应用光学薄膜在多个领域中都有广泛的应用。
其中，太阳能电池是一个重要的应用领域。
通过设计和制备透明导电薄膜和光学增透膜，可以提高太阳能电池的光吸收效率和光电转换效率。
另外，光学薄膜在光学仪器和电子器件中也有重要作用。
第四章 各类光学薄膜设计
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薄 膜 光 学——典型膜系
1.2 双层增透膜——λ0／4- λ0／2型双层膜 i sin 1 i sin 2 cos cos 1 B 1 2 1 2 C 3 i sin cos i sin cos 1 1 1 2 2 2
n0 Y R n0 Y
2
n 0 2 2 n0 1 2
2 1
2
R最小时，则n1 02
n0 n2
10
薄 膜 光 学——典型膜系
1.1 单层增透膜
11
薄 膜 光 学——典型膜系
1.1 单层增透膜
单层增透膜的出现，在历史上是一个重大的进展，直至 今天仍广泛地用来满足一些简单的用途。但是它存在着两个 主要的缺陷，首光对大多数应用来说剩余反射还显得太高， 此外，从未镀膜表面反射的光线，在色彩上仍保持中性；而 从镀膜表面反射的光线就不然，破坏了色的平衡．其结果是 不可能作出良好的色彩还原，作为变焦距镜头超广角镜头， 大相对孔径等新型透镜系统中的镀层，那更是不能符合要求。 有两个途径可以提高增透效果： 采用变折射率的所谓非均匀膜，它的折射率随着厚度的增 加呈连续的变化； 采用几层折射率不同的均匀薄膜构成多层增透膜；
2 0 2 0 1 ,2 0 4 2 0 2 n3 B 0 i / n1 1 0 1 i n1 C in 0 0 1 n3 1 in1 Y C / B n12 / n3
34
设计的膜层折射率在现实中不 存在的情况
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改善PMMA基底上的MLAR
光学设计报告范文
光学设计报告范文一、引言光学设计是光学工程中的重要部分，它涉及通过设计的手段来优化光学系统以实现特定功能或满足特定要求。
本报告将介绍一个光学设计的案例，通过对一个光学系统的设计和优化来展示光学设计的过程和方法。
二、设计目标本次光学设计的目标是设计一款具有高分辨率和广视野角的摄像镜头。
在实际应用中，摄像镜头的分辨率和视野角是两个重要的指标，分辨率决定着图像的清晰度和细节的展现能力，视野角决定了镜头可以拍摄到的范围。
三、设计流程1.确定设计需求：首先根据实际需求确定设计目标，即高分辨率和广视野角的摄像镜头。
2.设计初步方案：根据设计目标，初步设计出光学系统的基本结构和参数。
3.光学模拟和优化：使用光学模拟软件对光学系统进行模拟和优化，根据实际需求对光学元件进行调整和优化。
4.光学元件选择：根据模拟结果和设计要求，选择合适的光学元件，并进行光学配置。
5.制造和测试：根据设计要求制造光学系统，并进行实际测试和调整。
四、设计结果与优化在模拟和优化的过程中，我们根据设计目标对光学系统进行了多次调整和优化。
最终，我们设计出了一款具有高分辨率和广视野角的摄像镜头。
在分辨率方面，我们采用了高质量的光学元件和精密的光学配置，以确保镜头可以捕获到更多的细节和更清晰的图像。
通过优化光学系统的结构和参数，我们成功提高了镜头的分辨率，使其达到了实际需求。
在视野角方面，我们通过改变光学系统的结构和增加镜头的视场强度，成功扩大了镜头的视野角。
经过模拟和优化，我们设计出了一款具有广视野角的摄像镜头，可以更好地满足广角拍摄的需求。
五、结论通过本次光学设计案例，我们深入了解了光学设计的过程和方法，并成功设计出了一款具有高分辨率和广视野角的摄像镜头。
光学设计的过程中，我们充分利用了光学模拟软件来模拟和优化光学系统，并选择合适的光学元件进行光学配置。
在设计过程中，我们通过不断调整和优化，最终实现了设计目标。
此外，本次设计还暴露了一些问题和挑战，例如光学系统的折射率、色散、像差等问题，这些问题需要我们不断学习和改进。
光学设计 研究报告
光学设计研究报告
光学设计研究报告
一、研究背景
光学设计是指通过计算机辅助工具和光学原理，设计和优化光学系统的过程。
在现代科技和工程领域，光学设计被广泛应用于激光器、光通信、光学传感、成像设备等领域。
二、研究目标
本研究的目标是设计和优化一个光学系统，以达到特定的性能要求。
通过合理地选择光学元件（如透镜、反射镜等）的参数和配置，使得系统能够实现特定的成像、聚焦等功能。
三、研究方法
在光学设计中，通常采用光线追迹法进行建模和优化。
首先，需要确定光学系统的几何参数和光学材料的光学性质。
然后，使用光线追迹法模拟光线在系统中的传播路径，并计算出输出光的特性。
接下来，通过连续改变系统的参数，比如光学元件的曲率半径、厚度等，使用优化算法寻找最优解。
最后，根据实际要求和约束，选择最佳的设计方案。
四、研究结果
通过光学设计软件的辅助，本研究获得了一个光学系统的最佳
设计方案，实现了预期的性能要求。
该系统具有良好的成像质量、聚焦能力等特点，为实际应用提供了可行方案。
五、研究意义与应用
光学设计在现代科技和工程领域有着广泛的应用。
它不仅能够提高光学系统的性能和效率，还能够节省成本和资源。
在激光器、光通信、成像设备等领域，光学设计能够实现更精确的聚焦、成像和光束控制，为相关技术和产业的发展提供强大支持。
六、研究展望
光学设计是一个不断发展和探索的领域。
未来的研究可以通过优化算法的改进和新型光学元件的应用，进一步提高光学系统的性能。
同时，结合人工智能和机器学习的方法，可以实现更自动化和智能化的光学设计过程，提高效率和精度。
光学减反射膜设计实验
光学减反射膜设计实验一、实验目的：1、学习并初步掌握Macleod光学薄膜设计、分析软件的功能与使用方法；2、用常用材料设计远红外减反射膜二、实验原理：光学镀膜原理与意义三、实验内容：1、练习内容：在玻璃介质的两面镀单层膜（可更换不同膜），观察其在可见光范围内的反射、透射曲线（曲线仅供观察，不保存）;2、主要实验内容：（1）选择材料，了解相应的光学常数（折射率等）；（2）按一定顺序和一定要求在介质上镀两层膜，观察在远红外范围内的透射曲线，保存曲线；（3）对该膜层进行优化处理，得出经优化后的透射曲线与相应膜系，保存设计结果（曲线图形与膜系数据）；（4）再用上述设计好的膜系创建一个膜堆。
在基底两边都镀上前面设计的膜系，进行优化，得出经优化后的透射曲线，保存结果。
（5）所有设计数据与曲线均以屏幕截图形式保存。
图形也可用origin生成（6）可根据个人的情况选作其他的内容四、实验报告要求：实验报告除按正常格式要求的内容外，还应有以下内容：需对各个图、表的设计过程与软件的具体操作进行简要的说明；对上述多膜层与膜堆的设计结果进行比较与分析。
以及实验心得与体会等打印出设计的远红外减反射膜的透射曲线与相应膜系、膜堆的透射曲线、1.打开Macleod软件，点击file—new—design，再点击edit—insert layers，或者delete layers，调整到介质有两个，如下图所示：2.点击paramaeter—performance，做出修改，如下图所示：3.点击parameters—refinement—targets—edit—generate，进行数据修改，再点击new，如下图所示：修改后targets文件为：4.点击performance—plot，生成图表：5.进行优化，parameter—refinement—optimac，如下图所示：选择优化后最好数据：点击performance—plot，生成图片：6.将所有数据进行保存7.重新设计膜堆，点击file—new—stack，在基地上镀上刚才设计好的膜系，具体表格如下：8.重复步骤2，3和4，生成图片：9.膜堆优化，重复步骤5，生成图形如下：。
光学薄膜课程设计
光学薄膜课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握光学薄膜的基本概念、性质和应用；培养学生运用光学原理分析和解决实际问题的能力；提高学生对科学研究的兴趣和好奇心，培养其创新精神和社会责任感。
具体来说，知识目标包括：了解光学薄膜的定义、分类和制备方法；掌握光学薄膜的厚度、折射率、吸收系数等基本参数；理解光学薄膜的光学特性及其在实际应用中的作用。
技能目标包括：学会使用光学薄膜的制备设备和技术；能够运用光学原理计算光学薄膜的基本参数；具备分析和解决光学薄膜实际问题的能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对科学研究的热情和好奇心，提高其创新精神；培养学生团队协作、积极进取的精神风貌；增强学生对社会、对国家的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学薄膜的基本概念、制备方法、光学特性和应用。
具体安排如下：1.光学薄膜的基本概念：介绍光学薄膜的定义、分类和制备方法。
2.光学薄膜的制备方法：详细讲解各种光学薄膜制备技术的原理和实验操作。
3.光学薄膜的光学特性：阐述光学薄膜的厚度、折射率、吸收系数等基本参数及其影响因素。
4.光学薄膜的应用：介绍光学薄膜在日常生活和科学研究中的应用实例。
5.光学薄膜的实际问题分析：通过案例分析，培养学生分析和解决光学薄膜实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于传授光学薄膜的基本概念、制备方法和光学特性等知识。
2.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高其思考和分析问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解光学薄膜的应用和实际问题解决方法。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲身体验光学薄膜的制备和光学特性测量。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光学薄膜教材，为学生提供系统、科学的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
光学镀膜设计
为了减少表面反射光．最简单的途径是在玻璃表面上镀一层低折射率的薄膜．如图2-1所示，在界面1和2上的振幅反射系数为r1和r2：从矢量图上可以看到，舍振幅矢量r随着r1和r2之间的夹角而变化．合矢量端点的轨迹为一圆周．当膜层的光学厚度为某一波长的四分之一时，则两个矢量的方向完全相反，合矢量成为最小．这时如果矢量的模相等，则对该波长而言，两个矢量将完全抵消，出现零反射率．欲使|r1|=|r2|，则有：如果n0=1，则有n1=sqr(n2),目此，理想的单层增遗膜的条件是，膜层的光学厚度为四分之一波长．其折射率为入射介质和基片折射率乘积的平方根。
在可见区，使用得最普遍的是折射率为1.62左右的冕脾玻璃．理想的增透膜的折射率为1.28，但是至今能利用的薄膜的最低折射率是1.38(氟化镁)．这虽然不很理想，但也得到了相当的改进．非理想情形的最低反射率，也可以用特征矩阵简单地算出．对于中心波长:因而：当n2=1.52，n1=1.38，n0=1时，由上式可得最低反射率为1%，即对于折射率为1.52的玻璃，镀单层氟化镁后，中心波长的反射率从4.2%为降至1.3%为左右．整个可见区平均反射率约为1.5%．同样可计算出，对于折射率为1.65的基片，中心波长的表面反射从6%降至0.5%左右，可见区的平均反射率约为0.96%.显然，愈是接近于满足n1=sqr(n2)的条件的折射率较高的玻璃，中心波长的增透效果愈显著．图2-2显示对于不同基片材料的单层氟化镁减反射膜的分光反射率曲线。
以上仅仅考虑了垂直入射的情况．在倾斜入射时，情况与上述相类似，只是膜层的有救厚度减小了，因而最低反射的渡长更短些．同时应该用更普遍的修正导纳来代替折射率．由于P-分量和S-分量的修正导纳不同，所以偏振效应是一目了然的．计算表明，对于不大于石50o的入射角，反射率随入射角的增加可以忽略。
单层增透膜的出现，在历史上是一个重大的进展。
直至夸天仍广泛地用来满足一些简单的用途。
光学薄膜系统设计
增强反射镜
G| Al LH LH |Air L- SiO2; H-TiO2
nH=2.2, nL=1.45,
(nH/nL)2=2.3
Set AAl=9%,
ALH= 9%/2.3 = 4%,
ALHLH= 4%/2.3 = 1.5%
A | H(LH)S | G
上述膜系在λ0处的等效导纳为 因而，在空气中垂直入射时，中心波长的反射率，也即极 大值反射率为：
的值愈大，或层数愈多，则反射率愈高。
这说明，当膜系的反射率很高时，额外增加一个介质膜对，可
使透射率缩小
倍，透射率减少了，反射率增加了，理论
上只要增加膜对，膜系反射率就会接近100％。
（2）光线在系统中对减反射膜面的入射角相差很大，多层 膜在较大入射角情况下，会使减反射性能劣化。
（3）有些高折射率玻璃在短波有吸收，所以高效增透部分应 放于短波，如果整个系统彩色平衡达不到要求，还应在减反 射膜设计中有意消减某些波段的光谱。
（4）对于大入射角界面和高折射玻璃在系统中可考虑 用单层膜。
一、金属反射膜 新镀的金属反射膜的反射率曲线
下图为1、2、4、8、16、32、64、128nm铝膜反射率的理论曲 线
金属反射膜的反射率 垂直入射:
倾斜入射:
n越小越好，k越大越好
麻烦: cosθ1是虚数。
三种金属膜的特性和工艺
特性
Al
Ag
Au
紫外区 反射率 可见区
红外区
硬度 附着力 稳定性
这表明高反射带的宽度，仅仅同构成多层膜的两种膜料 的折射率有关。折射率的比值越大，高反射带越宽。
现代光学设计报告
一、 绪论本文利用Zmax 程序优化设计一个He-Ne 激光光束聚焦物镜，它在单色光波长下工作，成像质量要达到衍射受限水平。
设计过程中，先用具体的计算结果初步讨论玻璃的选择和透镜片数的考虑，然后选择不同的评价函数，以及不同的初始结构，最终找到多个像质较优的解。
具体设计任务的要求如下：①焦距f ’=60mm ； ②相对孔径21'=f D ； ③物距∞=l ，视场角 0=ω；④工作波长m μλ6328.0=；⑤此镜头只需要消球差，几何弥散圆直径小于0.002mm ；⑥镜头结构尽量简单，争取用两块镜片达到要求。
二、 镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析1、单片低折射率材料的情况先看看单片低折射率材料物镜它的像质是什么样的， 选一个普通的K9，折射率n=1.51466 ，利用Zemax 程序设计一个焦距f ’=60mm ，相对孔径21'=f D ，视场角 0=ω的激光光束物镜，光阑放在透镜的第一面，入瞳直径为30mm ，物镜初始结构可以由公式)11)(1('121r r n f --=计算得出，可以取一个对称结构即21r r -=，可以得到物镜半径为61.7592mm 。
取第一个面半径为变量，第二个面半径用来保证焦距为60mm （图2-1）。
评价函数选用“TRAY ”，指定为0.3、0.5、0.7、0.85以及全孔径（图2-2）。
图2-1 低折射率材料物镜初始结构参数图2-2 选用TRAY评价函数2-3可以看出，初始像差很大，需要优化。
我们先看看初始像差数据，由图优化后得到相应的结构数据、像差曲线和点列图分别由下面的图表示。
图2-5 低折射率材料物镜优化后的像差曲线图 2-6 低折射率材料物镜优化后的点列图可以看到低折射率单片优化后的球差和弥散圆直径依然在毫米级，这与要求相差太远，我们再考虑其他材料。
2、单片高折射率材料的情况换用一种较高折射率的玻璃，看看它的像差情况，选用ZF14，这是一种高折射率材料，通过查找光学设计手册，可以查到He-Ne 激光在ZF14玻璃中的折射率为1.90914。
4-1光学薄膜系统设计
只用高低两种材料
更多的膜层数：5、7、9、11……….
常用替代层：三层对称ABA结构
任意一个周期性对称膜系都存在一个单层膜和它等效。这个
理想光谱特性
求导法 （瞎子下山法） 数学方法： 直接算法 （试验法） 光学薄膜优化设计的特殊性： F（x） 多维 F（x）=F(λ,θ,n0,ng,Ni,di…….) F（x）是一个多峰函数，容易使F（x）陷入局部极值
全搜描法（工作量太大） 试验法 统计试验法
例：单层膜 F*(x) 1、确定极值范围：Ａ～Ｂ； 2、随机投点，只得留下Ｆ（ x ）最小的１０个点及对应的结构； 3、找出最佳１０点的对应的区间A’ B’; 4、继续投点试验直到最佳10点评价函数统计结果，均方根达到某一精度，终止 试验，此时评价最小，F*（ x ）对应的膜系结构即为最优结构。 5、此种方法有一定局限性：①最佳结果遗漏
多层减反膜
双层减反膜要么能提高参考波长处的反射率但色中性差，要么
改善膜系的色中性但无法改善膜系反射率。多层减反膜系 多层减反膜系结构
膜层增加，有利于灵活选取膜的参数满足多项要求（反射率、
色中性等）。目前大多采用的三层膜结构为 GM2HLA，更多 层的膜系大多是以此为雏形发展而来的。 GM2HLA 膜系特性 组成: 基质折射率ns，中等折射率 nM 的/4膜层，高折射率nH 的/2膜层, 折射率nL的4膜堆
G2HLA 膜系：基质 /2
/4膜层 n0 /2膜层 ns
2 L 2 L 2
入射
反射
膜层 /4膜层空气
膜系反射率为 膜系特点：
R
基质
0 s 0 s
1）反射率在参考波长处与/2膜层光学参数 无关，等价与一单层减反膜系； 2）/2膜层在偏离参考波长处影响膜系的反射率，在参考波长两侧可望 得到反射率的极小值。R－曲线呈W型。所以在参考波长处反射率较双 层/4膜堆高，但该波长两侧R－曲线较平坦，色中性较好。（通过调 整虚设层的折射率实现，虚设层起到平滑膜系反射透射特性的作用）