长春理工大学：《薄膜光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八讲 光学薄膜的类型与符号

簿膜光学典型膜系 复习:光学薄膜的类型与符号 1减反膜 2滤光膜 3保护膜 4内反射 5外反射 6高反膜 7分束膜 8分色膜 9偏振膜 10导电膜 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所♂

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 1.减反膜 光学薄膜的类型与符号 2.滤光膜 3 保护膜 4 内反射 5 外反射 6 高反膜 7 分束膜 8 分色膜 9 偏振膜 10 导电膜 复习：

簿膜光学典型膜系」 种压缩波纹的简单的方法是选择合 适的基本周期,通过改变基本周期内的膜 层厚度,使其等效折射率变到更接近预期 值,要使这种方法有成效,则要求光洁基 片保持低的反射率即基片应有低的折射率, 在可见光区,玻璃是十分满意的基片材料, 但是这种方法不能不加修改就用于红外区 例如用于硅板和锗板,更常用的方法是在 多层膜的每一侧加镀匹配层,使它同基片 以及入射介质匹配 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种压缩波纹的简单的方法是选择合 适的基本周期，通过改变基本周期内的膜 层厚度，使其等效折射率变到更接近预期 值，要使这种方法有成效，则要求光洁基 片保持低的反射率即基片应有低的折射率， 在可见光区，玻璃是十分满意的基片材料， 但是这种方法不能不加修改就用于红外区， 例如用于硅板和锗板，更常用的方法是在 多层膜的每一侧加镀匹配层，使它同基片 以及入射介质匹配

100 Lowpass EXample &Highpass EXample 80 60 40 20 0 500 550 600 650 700 750 800 Wavelength(nm)

0 20 40 60 80 100 500 550 600 650 700 750 800 Lowpass Example &Highpass Example % Transmittance Wavelength (nm)

簿膜光学典型膜系」 带通滤光片 最简单的带通滤光片可以用一对 前后截止滤光片来形成,但是需要将 它们分别置于一块玻璃的两侧,或者 说分别置于两个分离的光学界面上。 为什么? 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 带通滤光片 最简单的带通滤光片可以用一对 前后截止滤光片来形成，但是需要将 它们分别置于一块玻璃的两侧，或者 说分别置于两个分离的光学界面上。 ------为什么？

簿膜光学典型膜系」 带通滤光片 口金属滤光片 口全介质滤光片 口双半波、三半波全介质滤光片 口金属诱导透射滤光片 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 带通滤光片 ❑ 金属滤光片 ❑ 全介质滤光片 ❑ 双半波、三半波全介质滤光片 ❑ 金属诱导透射滤光片

簿膜光学典型膜系」 最简单的薄膜窄带滤光片是 根据法布里一珀珞多光束干涉仪 制成的,干涉膜系按最初的形式 标准具平板 法布里-珀珞干涉仪是由两块相 同的、间距为d的平行反射板组 间隔层 成(如图),对于平行光线,除了 系列按相等波数间隔分开的很双 窄的透射带而外,其余所有波长 的透射率都很低。这个标准具可 间寫环 以代换成一个完全的薄膜组合 两个金属反射层夹一个介质层,法布里—珀珞标准具 介质层取代间距d的位置,称为 间隔层。 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所♂

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 最简单的薄膜窄带滤光片是 根据法布里—珀珞多光束干涉仪 制成的，干涉膜系按最初的形式 法布里-珀珞干涉仪是由两块相 同的、间距为d的平行反射板组 成(如图)，对于平行光线，除了 一系列按相等波数间隔分开的很 窄的透射带而外，其余所有波长 的透射率都很低。这个标准具可 以代换成一个完全的薄膜组合— —两个金属反射层夹一个介质层， 介质层取代间距d的位置，称为 间隔层。 法布里—珀珞标准具

簿膜光学典型膜系」 有效界面法 入射方向 分膜系 膜系1、2之间的膜层 为选定层,厚度为d,则:2 2Nd cos 0 6= 3i6 t=t e+t 考虑多光束干 涉,透射系数 t,te +-2 i 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所♂

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所     i i i i r r e t t e t t t t e t t r r e 2 1 2 1 2 3 1 2 1 2 1 2 1 .... − + − − − − + − − = = + + 有效界面法 膜系1、2之间的膜层 为选定层，厚度为d，则：     2 Nd cos = 考虑多光束干 涉，透射系数：

簿膜光学典型膜系」 设:= 2 +|。(1+2-20) 1+|2-2hcos(a+2-26) 用2m++2++20替代整理 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所♂

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 ( ) (   )       1 2 cos 2 1 , 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2 + − + − = − = = = − = = − + − + + + − + + − + + − − + + − + − − + r r r r t t T r r e t t T r r e r r e r r e t t T t i i i i 设 ： (  2 ) cos(  2 ) 2 1 1 2sin 1 2 1 2 2 用 − + + = + + 替代整理

簿膜光学典型膜系」 得到: T 0 1+ Sine 6= 其中: 2+2+26)F=4R 1-R) R=√RR2 (1-R) 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2 0 1 F sin T T + = ( ) 2 1 2 1 2 0 1 2 2 , (1 ) (1 ) 4 2 , 2 1 R R R R T T T R R F = − = −  =  + +  = 得到： 其中：

簿膜光学典型膜系」 滤光片的主要参数 中心波长,或峰值波长 Tmax中心波长透射率,或 峰值透射率 波长 2∠入—透过率为峰值透过率 衾征滤光片特性主要参数 半的波长宽度,也称通带半宽度 有时也用24/^表示相对半宽 度 其它参数 中国科学院长春光学精密机橄与物理研究所♂

薄 膜 光 学——典型膜系 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 滤光片的主要参数 λ0——中心波长，或峰值波长 Tmax——中心波长透射率，或 ， 峰值透射率 2⊿λ——透过率为峰值透过率一 半的波长宽度，也称通带半宽度， 有时也用2⊿λ/ λ0表示相对半宽 度 其它参数……