光学薄膜是什么？应用层面有哪些

光学薄膜是什么？应用层面有哪些

 由薄的分层介质构成��，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。

结构

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。

*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）。

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。

分类

光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、

光学薄膜光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4种。光学反射膜用以增加镜面反射率，常用来制造反光、折光和共振腔器件。光学增透膜沉积在光学元件表面，用以减少表面反射，增加光学系统透射，又称减反射膜。光学滤光膜用来进行光谱或其他光性分割，其种类多，结构复杂。光学保护膜沉积在金属或其他软性易侵蚀材料或薄膜表面，用以增加其强度或稳定性，改进光学性质。*常见的是金属镜面的保护膜。

主要内容

一类重要的光学元件。这一领域主要有以下几方面的内容：

① 薄膜的光学性质、力学性质以及其他有关性质的研究;

② 薄膜的生长、薄膜的结构以及它们对薄膜性质的影响；

③光学薄膜元件的设计、制备及其性能的测试等。

应用

◆ 光学薄膜的应用无处不在，从眼镜镀膜到手机，电脑，电视的液晶显示再到LED照明等等，它充斥著我们生活的方方面面，并使我们的生活更加丰富多彩。

◆ 光学薄膜的定义是：涉及光在传播路径过程中，附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透（折）射和偏振等特性，以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光。

◆ 光学薄膜可分为“几何光学和物理光学”，几何光学是通过光学器件表面形成的几何状的介质膜层，以使改变光路经来实现光束的调整或再分配作用；物理光学是将自然界中特有的光学材料元素通过纳米处理至所需的光学器件表面形成的介质膜层，透过介质膜层的光学材料元素的特性增强於改变光偏振，透射，反射等功能。

◆ 通常光学薄膜的制备条件要求高而精，制备光学薄膜分干式制备法和湿式制备法，干式制备法（ 含真空镀膜：蒸发镀，磁控溅镀，离子镀等）一般用於物理光学薄膜的制备，湿式制备法（含涂布法， 流延法，热塑法等）一般用於几何光学薄膜的制备。

◆ 迄今为止（2013年）常用的光学薄膜有：高反射膜；减反射膜；滤光膜；滤色膜；增透膜；聚光膜；扩散膜；偏光膜等等。

常用种类

Veitch Tech的液晶显示光学���膜是一种通过微结构产生光线多次折射及聚焦原理形成的光学膜，其独特的技术和工艺而减少光 线吸收，保证了光线穿透而亮度更高。除可以提高亮度收益之外， 还可以通过光的折射及散射而起到光扩散，雾化功能效果。

增光膜

增光膜（BEF）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸树脂，精密成型一层分散一致的棱镜结构及背面光扩散层组合的光学薄膜，运用在液晶显示的上层增光,使光线经由增光之微结构进行光的回收与聚光，产生增亮的效果，高亮度设计，带扩散功能, 由於扩散层的基理,从而消除光耦合（Wet out） 现象，光显示更加均匀，柔和。

扩散膜

扩散片（DL系列）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸树脂，精密涂布一层随机分散的微米结构的扩散粒子，在PET的相对面再精密涂布一层随机分散的微米结构的抗静电粒子，运用在液晶显示器中,使光线经由扩散层产生多次折射及绕射,从而起到均光作用，让光显示更加均匀柔和。

反射膜

反射片为在流延法制造时，在PET树脂中掺杂HR高分子光学剂及增塑剂，以达到遮光和高反射效果之膜片，由於在膜片的中间层具有一定的吸收光线，而降低了反射效果。故此，在表面增加一层HR介质膜层，达到更佳的反射效果并具有抗紫外线黄变功能。

光学薄膜的简单模型可以用来研究其反射、透射、位相变化和偏振等一般性质。如果要研究光学薄膜的损耗、损伤以及稳定性等特殊性质，简单模型便无能为力了，这时必须考虑薄膜的结晶构造、体内结构和表面状态，薄膜的各向异性和不均匀性，薄膜的化学成分、表面污染和界面扩散等等。考虑到这些因素后，那就不仅要考虑它的光学性质，还要研究它的物理性质、

光学薄膜化学性质、力学性质和表面性质，以及各种性质之间的渗透和影响。因此光学薄膜的研究就跃出光学范畴而成为物理、化学、固体和表面物理的边缘学科。

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