由薄的分層介質(zhì)構(gòu)成的,通過(guò)界面?zhèn)鞑ス馐活惞鈱W(xué)介質(zhì)材料,光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀(jì)30年代,光學(xué)薄膜已經(jīng)廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域,制造各種光學(xué)儀器。制備條要求件高而精。光學(xué)薄膜的定義是:涉及光在傳播路徑過(guò)程中,附著在光學(xué)器件表面的厚度薄而均勻的介質(zhì)膜層,通過(guò)分層介質(zhì)膜層時(shí)的反射、透(折)射和偏振等特性,以達(dá)到我們想要的在某一或是多個(gè)波段范圍內(nèi)的光的全部透過(guò)或光的全部反射或偏振分離等各特殊形態(tài)的光。
中國(guó)的光學(xué)玻璃產(chǎn)量和光學(xué)零件產(chǎn)量已近名列第一。光學(xué)薄膜是改變光學(xué)零件表面特征而鍍?cè)诠鈱W(xué)零件表面上的一層或多層膜??梢允墙饘倌?、介質(zhì)膜或這兩類膜的組合。光學(xué)薄膜是各種先進(jìn)光電技術(shù)中不可缺少的一部分,它不僅能改善系統(tǒng)性能,而且是滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的必要手段,光學(xué)薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)及光學(xué)系統(tǒng)的各個(gè)方面,包括激光系統(tǒng),光通信,光顯示,光儲(chǔ)存等,主要的光學(xué)薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、干涉濾光片和分光鏡等等。它們?cè)趪?guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用,獲得了科學(xué)技術(shù)工作者的日益重視。目前,光學(xué)鍍膜材料常用品種已達(dá)60余種,而且其品種、應(yīng)用功能還在不斷被開發(fā)。近年來(lái)已發(fā)展到了金屬膜系,當(dāng)金、銀、銅和鋁的厚度為7~20um時(shí),其對(duì)可見(jiàn)光的透射率為50%,而紅外光透射率小于10%,這種薄膜已成功地應(yīng)用于阿波羅宇宙飛船的面板,用于透過(guò)部分可見(jiàn)光,而反射幾乎全部的紅外光以進(jìn)行熱控制。
一般來(lái)說(shuō),光學(xué)薄膜的生產(chǎn)方式主要分為干法和濕法的生產(chǎn)工藝。所謂的干式就是沒(méi)有液體出現(xiàn)在整個(gè)加工過(guò)程中,例如真空蒸鍍是在一真空環(huán)境中,以電能加熱固體原物料,經(jīng)升華成氣體后附著在一個(gè)固體基材的表面上,完成涂布加工。日常生活中所看到裝飾用的金色、銀色或具金屬質(zhì)感的包裝膜,就是以干式涂布方式制造的產(chǎn)品。但是在實(shí)際量產(chǎn)的考慮下,干式涂布運(yùn)用的范圍小于濕式涂布。濕式涂布一般的做法是把具有各種功能的成分混合成液態(tài)涂料,以不同的加工方式涂布在基材上,然后使液態(tài)涂料干燥固化做成產(chǎn)品。
反射膜一般可分為兩類,一類是金屬反射膜,一類是全電介質(zhì)反射膜。此外,還有將兩者結(jié)合的金屬電介質(zhì)反射膜,功能是增加光學(xué)表面的反射率。一般金屬都具有較大的消光系數(shù)。當(dāng)光束由空氣入射到金屬表面時(shí),進(jìn)入金屬內(nèi)的光振幅迅速衰減,使得進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能相應(yīng)減少,而反射光能增加。消光系數(shù)越大,光振幅衰減越迅速,進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能越少,反射率越高。人們總是選擇消光系數(shù)較大,光學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的金屬作為金屬膜材料。在紫外區(qū)常用的金屬薄材料是鋁,在可見(jiàn)光區(qū)常用鋁和銀,在紅外區(qū)常用金、銀和銅,此外,鉻和鉑也常作一些特種薄膜的膜料。由于鋁、銀、銅等材料在空氣中很容易氧化而降低性能,所以必須用電介質(zhì)膜加以保護(hù)。常用的保護(hù)膜材料有一氧化硅、氟化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等。
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