光學膜是如何在各大應用領域中發展的？

光學薄膜的種類有很多，這些薄膜賦予光學元件各種使用性能，在實現光學儀器的功能和影響光學儀器的質量方面起著重要的或者決定性的作用。

薄膜可以被鍍制在光學玻璃、塑料、光纖、晶體等各種材料表面上。它的厚度可從幾個nm到幾十、上百個μm。

假定光線垂直入射在表面上，這時表面的反射光強度與入射光的強度比值(反射率)只決定于相鄰介質的折射率的比值：折射率為1.52的冕牌玻璃每個表面的反射約為4.2%左右，折射率較高的火石玻璃則表面反射更為顯著。這種表面反射造成了兩個嚴重的后果：光能量損失使象的亮度降低；

表面反射光經過多次反射或漫射，有一部分成為雜散光，*后也到達象平面使象的襯度降低圖象質量，特別是電視、電影攝影鏡頭等復雜系統都包含了很多個與空氣相鄰的表面。

應用于可見光譜區的光學儀器非常多，就其產量來說占據了減反射膜的絕大部分，幾乎在所有的光學器件上都要進行減反處理。

把一束光分為兩部分的器件稱為分光鏡。分光鏡的工作部分一般是一個鍍過膜的平面，它在一定的波長范圍內具有特定的反射率和透射率。通常這個平面是傾斜的，因此入射光和反射光便分離開來。分光鏡的預定反射率和透射率值隨其用途不同而相異。

對于不同的分光鏡往往有不同的透射率和反射率比T/R，即分光比。*常用的是中性分光鏡，T/R=50/50，它把一束光分成光譜成分相同的兩束光。因為它在某波長區域內對各波長具有相同的透射率和反射率比，因而反射光和透射光不帶有顏色，呈中性。

常用的中性分光鏡有兩種結構：一種是在透明的平板基片上鍍上分光膜，另一種是把膜層鍍在兩個直角棱鏡上，再膜面對膜面地膠合成立方體。常用的有金屬分光鏡和介質分光鏡兩類。金屬膜分光鏡分光的光譜寬度較寬，缺點是吸收損失較大，分光效率較低，介質分光鏡的特點是分光效率高，偏振效應明顯，分光特性色散明顯。

反射膜是用于把入射光能量大部分或幾乎全部反射的光學元件。在有些光學系統中，要求光學元件具有較高的反射本領。金屬膜有很高的反射率，吸收率也較高，而介質膜的不但反射率可以較高，還有較小的吸收率。

鋁是唯壹從紫外到紅外(0.2～30μm)具有很高反射率的材料。大約在波長0.85μm處反射率出現一極小值，其值為86%。鋁膜對基板的附著力比較強、機械強度和化學穩定性也比較好，所以廣泛用作反射膜。

對緩慢蒸發的鋁膜，氧化物的厚度可以達到90%以上。氧化物的存在使鋁膜的反射率下降，特別是波長小于200nm的區域，為此要用MgF2膜作保護層。在可見光區，通常用SiO作為初始材料，蒸發得到硅的氧化物薄膜作為Al膜的保護膜。*佳的制備鋁膜的條件：高純鋁(99.99%)；高真空中快速蒸發(50～100nm/s)；基板溫度低于50℃。

在可見光及紅外波段內，銀膜的反射率是所有已知材料中*高的。在可見光區和紅外區，反射率分別達到95%和99%左右。但是，銀膜的附著力差，機械強度和化學穩定性差，所以主要用于短期使用的零件。銀膜在紫外區的反射率很低，在波長400nm開始下降，到320nm附近降到4%左右。

要求某一波長范圍的光束高透射，而偏離這一波長的光束驟然變化為高反射(或稱抑制)的干涉截止濾光片有著廣泛的應用。我們把抑制短波區、透射長波區的濾光片稱為長波通濾光片。相反，抑制長波區、透射短波區的截止濾光片就稱為短波通濾光片。

大多數情況下，是希望截止短于某一特定波長，或者長于該波長的所有光線。通常的辦法是使干涉濾光片同吸收濾光片相組合。它既可以用作截止長波的短波通濾光片，也可以用作截止短波的長波通濾光片。只要改變監控膜層厚度的波長，截止的位置可以隨意移動。

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