光學(xué)薄膜膜系設(shè)計(jì)

光學(xué)薄膜膜系設(shè)計(jì)第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、減反射薄膜的設(shè)計(jì)光學(xué)元件表面反射造成的問題光能量損失，使像的亮度降低；雜散光造成像的襯度降低，分辨率下降。第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章光學(xué)薄膜膜系設(shè)計(jì)1、減反射薄膜的設(shè)計(jì)2、高反膜的設(shè)計(jì)3、中心分束膜的設(shè)計(jì)4、截至濾光片的設(shè)計(jì)5、帶通濾光片的設(shè)計(jì)6、偏振薄膜第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、減反射薄膜的設(shè)計(jì)1.1單層減反射薄膜的設(shè)計(jì)1.2雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)1.3多層減反射薄膜的設(shè)計(jì)1.4高折射率基地上減反膜設(shè)計(jì)1.5防眩光吸收膜第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1單層減反射薄膜的設(shè)計(jì)規(guī)整膜系：各層薄膜的光學(xué)厚度為設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的四分之一。設(shè)計(jì)波長(zhǎng)（參考波長(zhǎng)、中心波長(zhǎng)）膜系：G/HLM/A，G代表基底H（L、M）代表高（低、中）折射率膜層并且光學(xué)厚度為設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的四分之一A代表出設(shè)介質(zhì)（一般為空氣）第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1單層減反射薄膜的設(shè)計(jì)第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例子折射率為1.52的玻璃，要在波長(zhǎng)500納米處垂直入射.得到零反射率，需要做什么樣的膜層，也就是如何選擇折射率和薄膜的光學(xué)厚度？第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月缺點(diǎn)：1、剩余反射率還太高；

2、破壞色平衡單層減反射膜G/L/A1.52/1.38/1第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)1.521.71.3811.38第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)缺點(diǎn)：1、剩余反射率還太高

2、破壞色平衡

3、通帶越來(lái)越窄（和單層膜比較）V型雙層減反射膜G/HL/A1.52/1.7,1.38/1第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)

1.521.71.3811.381.7第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

與無(wú)關(guān)。即:

B.存在C.D.

特點(diǎn):

可得到W形透射光譜曲線。第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)W型雙層減反射膜G/HHL/A缺點(diǎn)：明顯的反射峰（中心波長(zhǎng)）第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3三層減反射薄膜的設(shè)計(jì)11.382.051.62R1R21.52第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三層減反射膜G/MHHL/AG/M2HL/A第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

下圖是此膜系的一條可能的曲線。

注意：在薄膜光學(xué)中，為了使一次具體的計(jì)算結(jié)果不被局限在一個(gè)特定的波段，引入了一個(gè)中間變量——相對(duì)波數(shù)，。第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.對(duì)g=1，三層膜中有一層虛設(shè)層2H，致使對(duì)λ0的有效膜堆是

顯然，此值小于膜堆的R值；

b.對(duì)g≠1的其它相當(dāng)寬的波數(shù)段，R值比任何一種兩層膜都低。各層膜參數(shù)對(duì)膜系總體性能的影響規(guī)律a.改變(N2d2)，可使Tmax移到不同的波長(zhǎng)；

b.改變N1、

N3、

d1、

d3、中任何一個(gè)，可改變減反射帶寬（波段寬度）和T-λ曲線波形。第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四層和四層以上增透膜的設(shè)計(jì)通常遇到的問題：a.三層膜系的增透波段不夠?qū)?，或剩余反射率還太高；

b.滿足設(shè)計(jì)要求的三種材料無(wú)法找全。第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

解決的辦法

a.在2H層兩側(cè)增加新膜層。每加一層，應(yīng)對(duì)可能的組合進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，直至滿足要求；

b.以兩種材料為基礎(chǔ)，按照先簡(jiǎn)后繁的原則：“用兩層厚的H.L替代M層”；“用不等厚的H.L替代M層”；“用對(duì)稱（不一定等厚）的三層膜LHL替代M層”；直到滿足要求。

第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C替代層技術(shù)等效定律任意一個(gè)周期性對(duì)稱膜系都存在一個(gè)單層膜與之等效。等效折射率就是基本周期的等效折射率；等效相位厚度等于基本周期的等效相位厚度的周期數(shù)倍。第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光學(xué)薄膜膜系的計(jì)算機(jī)優(yōu)化優(yōu)化一個(gè)可達(dá)到指標(biāo)的最少層數(shù)的1/4膜系結(jié)構(gòu)；用三層對(duì)稱膜系合成折射率不易實(shí)現(xiàn)的膜層；再次優(yōu)化膜層厚度，以補(bǔ)償合成所帶來(lái)的特性下降。第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月K9/MH1H2H3L/AnM=1.63,nH1=1.95,nH2=2.32,nH3=1.87,NL=1.38nH1=1.950.379H20.215L0.379H2nH3=1.870.288L0.384H20.288LK9/M0.379H20.215L0.379H2

H20.288L0.384H20.288L

L/AK9/1.14M0.364H20.21L2.63H2

0.253L0.368H21.14

L/A第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4高折射率基底的減反射膜遞減法膜層厚度均為1/4波長(zhǎng)；折射率從基底到空氣依次減??；K層膜實(shí)現(xiàn)k個(gè)波長(zhǎng)位置的零