《《薄膜光学1》》.ppt

薄 膜 光 学 高劲松 * * 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 薄 膜 光 学 薄 膜 光 学 参考书 光学薄膜技术，H.A.麦克劳德著，周九林、尹树百译，国防工业出版社1974 应用光学薄膜，唐晋发、郑权著，上海科学技术出版社，1984 玻璃镀膜， H.K.普尔克尔著，仲永安等译，科学出版社，1988 光学薄膜原理，林永昌、卢维强著，国防工业出版社1990 薄膜科学与技术手册，田民波、刘德令，机械工业出版社，1991 OPTICAL THIN FILMS USER HANDBOOK, JAMES D.RANCOUNT 薄 膜 光 学——基础理论 你所知道的关于薄膜 镀膜镜片 滤光片、反射镜 牛顿环 类金刚石膜 薄 膜 光 学——前言 前言- 人类生活在周围充满着光的世界里，光是一种人们无时无刻不遇到的自然现象。更为重要的是：光是信息的重要载体，研究光的本性及其传播规律的学科就是光学。 和光打交道，离不开光学薄膜， 薄膜光学是现代光学必不可少的基础技术，它是物理光学的一个重要分支。——专项技术 另一方面，由于光学薄膜的制备过程与真空技术、表面物理、材料科学、等离子体技术等等密切相关，所以光学薄膜又可以称得上是一门——综合学科 近年来，薄膜光学技术随着现代科学技术的发展而迅速发展，特别是计算机技术给薄膜理论分析带来巨大方便。 薄 膜 光 学——前言 前言 光学薄膜这门学科已成为现代光学不可缺少的一个重要组成部分，没有光学薄膜，许多现代光学装置便无法发挥效能，失去作用，无论在提高或降低反射率、吸收率与透射率方面，在使光束分开或合并方面，或者在分色方面，在使光束偏振或检偏方面，以及在使某光谱带通过或阻滞方面，在调整位相方面等等，光学薄膜均起着至关重要的作用。 总之，薄膜在许多场合都扮演关键脚色。薄膜器件的轻巧灵便、稳定给它带来更广阔的应用 ：窄带滤光片——光栅单色仪 什么是光学薄膜 Optical coatings 一般来讲薄膜敷于光学玻璃、塑料、晶体等基底上； Optical thin films 通常意义的光学薄膜； Optical layers 光学薄膜的一个特点是分层结构； 可以用三个常用的英文来形象的解释： 薄 膜 光 学——前言 薄膜光学课程目的 了解光学薄膜的基础理论， 掌握简单的设计 了解薄膜制作方法及相关工艺， 了解常用薄膜的性能指标及相关的检测方法 薄 膜 光 学——前言 薄膜光学课程目的 对于今后有志于从事薄膜领域工作的同学起到一个抛砖引玉的作用 对于从事其他学科研究、应用的同学起到一个了解光学薄膜、了解如何用光学薄膜、如何用好薄膜的作用 薄 膜 光 学——前言 光学薄膜的发展历史 人类最早发现的五光十色的肥皂泡，水面上彩色斑烂的油膜，两玻璃片间的空气层中常呈现出色彩鲜艳的光环，所有这些现象早在十七世纪就引起了许多自然科学家的注意，他们各自部提出了一些初步解释，但均不令人满意 ，直到一百五十年以后，即1801年托马斯 ．杨干涉实验结果以及菲涅耳对此进一步发扬光大以后，上述现象才彻底为人们弄清，物理光学的基础才从此建立起来．今天我们可以说，整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。 薄 膜 光 学——前言 光学薄膜的发展历史 夫琅和费早在1827年制成了可以说是第一批减反射膜，他将经过精细地抛光的平面玻璃一半放在浓硫酸或浓硝酸中腐蚀。将玻璃上的酸液清洗干净之后发现，经酸腐蚀的表面所反射的光强远低于另一半表面的反射光强，即酸经过的那部分玻璃表面失掉了某种成分，形成薄薄一层折射率比玻璃基底折射率低的失泽层，不过玻璃还未遭刻蚀， “因为其适时光仍和另一半表面一样(实际上更高)，以致在透射光中仔细检查也不能找出它们的分界线来，”经过硫酸或硝酸的这种处理之后，有些牌号的玻璃表面呈现美丽鲜艳的色彩；使光沿各种不同的角度入射，则色彩婉如肥皂泡一样变幻无穷。 薄 膜 光 学——前言 光学薄膜的发展历史 1886年瑞利在英国皇家协会报告说：“失泽”的冕玻璃平板，其反射比刚抛光更低原因是玻璃形成了薄薄的一层膜。1891年丹尼斯.泰勒（Dennis Taylor）在它的文章中写到，在使用几年后的普通物镜的火石玻璃透镜上“失泽”现象是十分明显的。我们很高兴的是，能够使这种火石玻璃的拥有者放心，通常用怀疑眼光看待的这层使玻璃“失泽”的薄膜，却正是观测者的“挚友”，因为它增加了物镜的透射率。 薄 膜 光 学——前言