光學(xué)薄膜發(fā)展
光學(xué)薄膜是現(xiàn)代光學(xué)的一個(gè)重要分支, 同時(shí)也是現(xiàn)代光學(xué)儀器和各種光學(xué)器件的重要組成部分。它通過(guò)在光學(xué)玻璃、光學(xué)塑料、光纖、晶體等各種材料的表面鍍制一層或多層薄膜, 基于薄膜內(nèi)光的干涉效應(yīng)來(lái)改變透射光或反射光的光強(qiáng)、偏振狀態(tài)和相位變化。光學(xué)薄膜具有出色的牢固性和光學(xué)穩(wěn)定性, 成本相對(duì)比較低, 因此是目前改變系統(tǒng)光學(xué)參數(shù)分布的首選方法。
光學(xué)薄膜應(yīng)用廣泛, 最基礎(chǔ)的如照相機(jī)、攝像機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡鏡頭為了增加透射光強(qiáng)而需要鍍單層或多層增透膜為增加反射光強(qiáng)需要鍍?cè)龇茨す鈱W(xué)系統(tǒng)中所用的分束鏡、窄帶濾光片和帶通濾光片等也要由光學(xué)薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)此外光纖通信、激光光學(xué)中也用到大量的薄膜器件薄膜還廣泛應(yīng)用于信息存儲(chǔ)、半導(dǎo)體器件、光電顯示等領(lǐng)域。在光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)薄膜的作用主要表現(xiàn)為改變光強(qiáng)分配、偏振狀態(tài)或位相特性,包括提高光學(xué)效率、減少雜光的高效減反射膜、高反射膜實(shí)現(xiàn)光束的調(diào)整再分配的分束膜、分色膜、偏振分光膜通過(guò)波長(zhǎng)的選擇性透射或反射提高系統(tǒng)信噪比的窄帶及帶通濾光片, 長(zhǎng)波通、短波通濾光片實(shí)現(xiàn)某些特定功能的透明導(dǎo)電膜、保護(hù)膜等。
干涉膜最初應(yīng)用是在二戰(zhàn)期間, 主要是用作雙筒望遠(yuǎn)鏡和潛望鏡中透鏡的增透膜以及類似的應(yīng)用。稍后一些國(guó)家己將紅外濾光片用于陸地和海洋上的紅外通信系統(tǒng)、飛機(jī)信標(biāo)、導(dǎo)彈自動(dòng)引導(dǎo)及紅外探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)等。目前采用紅外薄膜濾光片的設(shè)備可包括有輻射計(jì)和高溫計(jì), 紅外攝象機(jī)、單色儀、光譜儀、紅外顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡, 連續(xù)過(guò)程分析儀及紅外搜索、跟蹤系統(tǒng)等。紅外激光器的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了研制工作, 使濾光片、探測(cè)器及有關(guān)器件得到迅速發(fā)展。
目前可提供的紅外濾光片, 比幾年前的性能指標(biāo)已有很大提高。用基于或的圖像傳感器制作的成像系統(tǒng)一般都需要使用紅外濾光片。使其僅對(duì)可見光響應(yīng), 濾除還能響應(yīng)一范圍內(nèi)的紅外光, 以獲得高質(zhì)量的彩色圖像。
進(jìn)入年代以后, 隨著顯示技術(shù)和光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和逐漸的產(chǎn)業(yè)化, 對(duì)于光學(xué)薄膜的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)和推動(dòng)作用。在投影顯示系統(tǒng)中, 要在越來(lái)越小的體積中做到越來(lái)越高的投影亮度和高對(duì)比度,對(duì)其中的分色合色薄膜要求定位更精確,這樣才能得到高純度的三原色對(duì)于影響整機(jī)對(duì)比度的偏振分光薄膜,要求做到寬光譜、大角度和高消光比。
在光通信系統(tǒng)中, 波分復(fù)用濾光片要求做到近似矩形的帶通濾光片, 通帶的寬度是一個(gè)納米左右, 光放大器的增益補(bǔ)償濾光片要求在波段范圍內(nèi)呈現(xiàn)一條特定的透過(guò)率曲線, 這也是光學(xué)薄膜從來(lái)沒(méi)遇到過(guò)的要求。色散補(bǔ)償濾光片在數(shù)據(jù)傳輸率提高的時(shí)候, 比如到的時(shí)候, 顯得非常關(guān)鍵。
除此以外, 寬光譜大角度的減反膜, 多峰的光學(xué)濾光片等等。所有這一切對(duì)光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)、制備、監(jiān)控、測(cè)試都提出了很高的要求仁飛,因此也大大推動(dòng)了光學(xué)薄膜這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。光學(xué)薄膜己成為現(xiàn)代光學(xué)不可缺少的一個(gè)重要組成部分, 沒(méi)有光學(xué)薄膜,許多現(xiàn)代光學(xué)裝置便無(wú)法發(fā)揮效能。它可以改變光學(xué)儀器的透射率、反射率、吸收率和散射率等, 可以產(chǎn)生出分束或合束、分色或合色、偏振或消偏振、光譜帶透過(guò)或阻滯等功能的器件。