什么是光学镀膜？光学镀膜可以达到什么光学效果

光学镀膜由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。

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。例如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。

一、结构

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）。

二、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可以发生跃变，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。

三、滤光片简介：

用来选取所需辐射波段的光学器件，滤光片的一个共性，就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮，因为所有的滤光片都会吸收某些波长，从而使物体变得更暗。

滤光片原理：

滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的，红色滤光片只能让红光通过，如此类推，玻璃片的透射率原本与空气差不多，所有色光都可以通过，所以是透明的，但是染了染料后，分子结构变化，折射率也发生变化，对某些色光的通过就有变化了，比如一束白光通过蓝色滤光片，射出的是一束蓝光，而绿光、红光极少，大多数被滤光片吸收了。

滤光片特点：

其主要特点是尺寸可做得相当大，薄膜滤光片，一般透过的波长较长，多用做红外滤光片，后者是在一定片基，用真空镀膜法交替形成具有一定厚度的高折射率或低折射率的金属-介质-金属膜，或全介质膜，构成一种低级次的﹑多级串联实心法布里-珀罗干涉仪，膜层的材料﹑厚度和串联方式的选择，由所需要的中心波长和透射带宽λ确定。

滤光片产品主要按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类。

光谱波段：紫外滤光片、可见滤光片、红外滤光片

光谱特性：带通滤光片、截止滤光片、分光滤光片、中性密度滤光片、反射滤光片

膜层材料：软膜滤光片、硬膜滤光片

硬膜滤光片：不仅指薄膜硬度方面，更重要的是它的激光损伤阈值，所以它广泛应用于激光系统当中，面软膜滤光片则主要用于生化分析仪当中

带通型：选定波段的光通过，通带以外的光截止，其光学指标主要是中心波长（CWL），半带宽（FWHM)，分为窄带和宽带，比如窄带滤光片

短波通型(又叫低波通)：短于选定波长的光通过，长于该波长的光截止，比如红外截止滤光片

长波通型(又叫高波通)：长于选定波长的光通过，短于该波长的光截止，比如红外透过滤光片

四、IR-CUT

双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题，IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能，IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色，红外夜视更通透，解决红外一体机，日夜图像偏色影响，能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。

普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片，其优点是成本低廉，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变得灰白，红色衣服变成灰绿色等等（有阳光室外环境尤其明显）。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，其低照性能难以令人满意。

五、滤光片术语

入射角度：入射光线和滤光片表面法线之间的夹角。当光线正入射时，入射角为0°。

光谱特性：滤光片光谱参数(透过率T，反射率R，光密度OD，位相，偏振状态s，p等相对于波长变化的特性)。

中心波长：带通滤光片的中心称为中心波长（CWL）。通带宽度用最大透过率

一半处的宽度表示（FWHM），通常称为半宽。

有效孔径：光学系统中有效利用的物理区域。通常于滤光片的外观尺寸相似，同心，尺寸略小些。

截止位置/前-后：cut-on对应光谱特性从衰减到透过的50%点，cut-off对应光谱特性从透过到衰减的50%点。有时也可定义为峰值透过率的5%或者10%点。

公差Tolerance：:任何产品都有制造公差。以带通滤光片为例，中心波长要有公差，半宽要有公差，因此定购产品时一定要标明公差范围。滤光片实际使用过程中并非公差越小越好，公差越小，制造难度越大，成本越高，用户可以根据实际需要，提出合理公差范围。

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