带您重温高中物理知识,什么是光学?什么又是光学镀膜?

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镀膜技术交流峰会

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什么是光学

光学(optics),是物理学的重要分支学科。主要是研究光的现象、性子与应用,包括光与物质之间的相互作用、光学仪器的制作。

     光学(optics)也是与光学工程技术相关的学科。狭义来说,光学是关于光和视见的科学,optics词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今天常说的光学是广义的,是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的产生、传播、接收和显示,以及与物质相互作用的科学,着重研究的范围是从红外到紫外波段。它是物理学的一个重要组成部分。




什么是光学镀膜


光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学部件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。

     常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。用物理或化学的方法在材料表面镀上一层透明的电解质膜,或镀一层金属膜,目的是改变材料表面的反射和透射特性。

主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用,获得了科学技术工作者的日益重视。比方采用减反射膜后可使复杂的光学镜头的光通量损失成十倍地减小,采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高,利用光学薄膜可提高硅光电池的效率和稳定性。


结构

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     最简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄层。在这种情况下,可以用光的干涉理论来研究光学薄膜的光学性质。当一束单色平面波入射到光学薄膜上时,在它的两个表面上发生多次反射和折射,反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律给出,反射光和折射光的振幅大小则由菲涅耳公式确定(见光在分界面上的折射和反射)。


特点


光学薄膜的特点是:表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割,膜层的折射率在界面上不妨发生跃变,但在膜层内是连续的,可以是透明介质,也可以是光学薄膜。

     吸收介质:可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的,实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多,这是因为,制备时,薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料,其表面和界面是粗糙的,从而导致光束的漫散射,膜层之间的相互渗透形成扩散界面,由于膜层的生长、结构、应力等原因,形成了薄膜的各向异性,膜层具有复杂的时间效应。


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