光学薄膜特性分类

主要光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片、分光镜等，广泛应用于国民经济和国防建设，越来越受到科技工作者的重视。例如，使用减反射膜后，复杂光学镜头的光通量损失可以减少10倍；使用高反射膜比的反射镜可以增加激光器的输出功率；使用光学膜可以提高硅电池的效率和稳定性。

简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄膜层。在这种情况下，光学薄膜的光学性质可以通过光的干扰理论来研究。当一束单色光平面波进入光学薄膜时，它的两个表面反射多次，反射定律和折射定律给出反射光和折射光的方向，菲涅尔公式确定反射光合折射光的振幅。

光学薄膜可分为反射膜、增透膜/减反射膜、滤光片、偏光片/偏光膜、补偿膜/相位差板、配向膜、扩散膜/片、增亮膜/棱镜片/聚光片、遮光膜/黑白胶等。相关衍生物有光学保护膜、窗膜等。

光学薄膜的特点是表面光滑，薄膜之间的界面几何分割；薄膜的折射率可以在界面上跳跃，但在薄膜中是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是均匀的，也可以是不均匀的。实际应用的薄膜比理想的薄膜要复杂得多。这是因为：在制备过程中，薄膜的光学和物理性质偏离大材料，表面和界面粗糙，导致光束的漫反射；薄膜之间的相互渗透形成扩散界面；由于薄膜的生长、结构、应力等原因，形成各种向异性；复杂的时间效应。

反射膜一般可分为两类，一类是金属反射膜，另一类是全电介质反射膜。此外，还有金属电介质反射膜，可以增加光学表面的反射率。

一般来说，金属具有较大的消光系数。当光束从空气进入金属表面时，进入金属的光振幅迅速衰减，进入金属的光能相应减少，反射光能增加。消光系数越大，光振幅衰减越快，进入金属的光能越少，反射率越高。人们总是选择消光系数大、光学性能稳定的金属作为金属膜材料。紫外线区常用的金属薄材料是铝，可见光区常用的铝和银，红外区常用的金、银和铜。此外，铬和铂通常用作一些特殊薄膜的薄膜材料。由于铝、银、铜等材料在空气中容易氧化，性能降低，必须用电介质膜进行保护。常用的保护膜材料有一氧化硅、氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等。

金属反射膜的优点是制备工艺简单，工作波长范围广；缺点是光损大，反射率不能很高。为了进一步提高金属反射膜的反射率，可以在膜外涂几层一定厚度的电介质层，形成金属电介质反射膜。需要指出的是，金属电介质膜增加了一定波长波区）的反射率，但破坏了金属膜的中性反射特性。