光学薄膜是利用薄膜对光的作用而工作的一种职能薄膜，光学薄膜在扭转光强方面能够实现分光透射、分光反射、分光吸收以及光的减反、增反、分束、高通、低通、窄带滤波等职能。光学薄膜的种类有好多，这些薄膜赋予光学元件各类使用机能，在实现光学仪器的职能和影响光学仪器的质量方面起着沉要的或者决定性的作用。

　　传统的光学薄膜是现代光学仪器和各类光学器件的沉要组成部门，通过在各类光学资料的表表镀造一层或多层薄膜，利用光的过问效应来扭转透射光或反射光的光强、偏振状态和相位变动。薄膜能够被镀造在光学玻璃、塑料、光纤、晶体等各类资料表表上。它的厚度可从几个nm到几十、上百个μm。光学薄膜能够得到很好的牢固性、光学不变性，成本又比力低，险些不增长资料的体积和沉量，因而是扭转系统光学参数的首选步骤，甚至能够说没有光学薄膜就没有现代的光学仪器和各类光学器件。在两百多年的发展过程中，光学薄膜形成了一套齐全的光学理论---薄膜光学。光学薄膜已宽泛利用于各类光学器件(如激光谐振腔、过问滤波片、光学镜优等)，不仅如此它在光电领域中的沉要作用亦逐步为人们所意识。

　　1、减反射膜

　　假定光线垂直入射在表表上，这时表表的反射光强杜纂入射光的强度比值(反射率)只决定于相邻介质的折射率的比值：

　　折射率为1.52的冕牌玻璃每个表表的反射约为4.2%左右．折射率较高的火石玻璃则表表反射更为显著。这种表表反射造成了两个严沉的后果：光能量损失使象的亮度降低；表表反射光经过屡次反射或漫射，有一部门成为杂散光，最后也达到象平面使象的衬度降低图象质量，出格是电视、电影摄影镜优等复杂系统都蕴含了好多个与空气相邻的表表，如不镀上增透膜其机能就会大大降低。

　　利用于可见光谱区的光学仪器极度多，就其产量来说占据了减反射膜的绝大部门，险些在所有的光学器件上都要进行减反处置。

　　单层减反膜是利用极度宽泛的薄膜，也是最单一的膜系Ｋ伎即怪比肷涞那榭，即i=0，并令这时基片表表反射率齐全被解除。在入射介质为空气的情况下，n0=1，则在可见光区使用得最普遍的是折射率为1.52左右的冕脾玻璃。梦想的增透膜的折射率为1.23，但是至今能利用的薄膜的最低折射率是1.38(氯化镁)。这固然不很梦想但也得到了相当的改进。当ns=1.52，nf=1.38，n0=1.0时，由式(3)可得最低反射率为1.3%，即镀单层氟化镁后中心波长的反射率从4.2%降至l.3%左右，整个可见光区均匀反射率约为1.5%。显然，愈是靠近于满足式（4）的前提的玻璃，中心波长增透成效愈显著。以可见光的中心波长为550nm设计的时辰，那么对于紫光波段和红光波段的光波长，光学厚度不是四份之一波长，也就偏离了反射抵消的前提，会有略高的反射。

　　2、分光膜

　　把一束光分为两部门的器件称为分光镜。分光镜的工作部门通常是一个镀过膜的平面，它在肯定的波长领域内拥有特定的反射率和透射率。通常这个平面是倾斜的，因而入射光和反射光便分脱离来。分光镜的预约反射率和透射率值随其用处罚歧而相异。

　　对于分歧的分光镜往往有分歧的透射率和反射率比T/R，即分光比。最常用的是中性分光镜，T/R=50/50，它把一束光分成光谱成分一样的两束光。由于它在某波长区域内对各波长拥有一样的透射率和反射率比，因而反射光和透射光不带有色彩，呈中性。常用的中性分光镜有两种结构：一种是在通明的平板基片上镀上分光膜，另一种是把膜层镀在两个直角棱镜上，再膜面对膜面地胶合成立方体。常用的有金属分光镜和介质分光镜两类。金属膜分光镜分光的光谱宽度较宽，弊端是吸收损失较大，分光效能较低，介质分光镜的特点是分光效能高，偏振效应显著，分光个性色散显著。介质膜分光镜与金属膜分光镜相比，由于介质膜的吸收幼到能够忽略的水平，所以分光效能高，这是介质分光镜的利益，但是介质膜的个性对波长较敏感，给中性分光带来难题。同时，通常介质膜分光镜的偏振效应较大，这也是它的不及之处。

　　3、反射膜

　　反射膜是用于把入射光能量大部门或险些全数反射的光学元件。在有些光学系统中，要求光学元件拥有较高的反射能力，例如，激光器的反射镜要求对某衷斓率的单色光的反射率在90％以上。为了加强反射能量，常在玻璃表表镀一层高反射率的通明薄膜，利用其高低表表反射光的光程差满足过问相长的前提，使反射光加强。

　　金属膜有很高的反射率，吸收率也较高，而介质膜的不只反射率能够较高，还有较幼的吸收率。

　　铝是唯一从紫表到红表(0.2～30μm)拥有很高反射率的资料。约莫在波长0.85μm处反射率出现一极幼值，其值为86%。铝膜对基板的附着力比力强、机械强度和化学不变性也比力好，所以宽泛用作反射膜。新沉积的铝膜露出于常温大气后，表表立即形成一层非晶的高通明的Al2O3膜，短功夫内氧化物迅速成长到15～20.，而后缓慢成长，一个月后达到50左右。对缓慢蒸发的铝膜，氧化物的厚度能够达到90.以上。氧化物的存在使铝膜的反射率降落，出格是波长幼于200nm的区域，为此要用MgF2膜作；げ。在可见光区，通常用SiO作为初始资料，蒸发得到硅的氧化物薄膜作为Al膜的；つ。最佳的造备铝膜的前提：高纯铝(99.99%)；高真空中急剧蒸发(50～100nm/s)；基板温度低于50℃。

　　在可见光及红表波段内，银膜的反射率是所有已知资猜中最高的。在可见光区和红表区，反射率别离达到95%和99%左右。但是，银膜的附着力差，机械强度和化学不变性差，所以重要用于短期使用的零件。银膜在紫表区的反射率很低，在波长400nm起头降落，到320nm左近降到4%左右。当银膜露出于空气中时反射率会逐步降低，重要原因是表表形成的氧化银(AgO、Ag2O3)和硫化银，因而要在银膜上镀；つ。最佳的造备工艺与铝的类似，即高真空、急剧蒸发、低的基板温度。

　　降低薄膜反射率的一个沉要成分是散射。造成散射损耗的原因是多种多样的，薄膜的成核和成长机理引起膜层微观结构的不均匀，从而会产生散射，借助于电子显微镜观察多层膜断面的微观结构，其出现极度显著的柱状，膜层内部充斥空地，而面变得凹凸不平。此表，基片表表的粗糙度及其缺点，还有蒸发源喷溅的粒子、膜层中的微尘、裂纹和针孔等成分互订交叉组成复杂的散射模型。总的来说我们能够把散射综合为二类，即体积散射和表表散射。

　　4、过问截止滤光片

　　要求某一波长领域的光束高透射，而偏离这一波长的光束骤然变动为高反射(或称抑造)的过问截止滤光片有着宽泛的利用。我们把抑造短波区、透射长波区的滤光片称为长波通滤光片。相反，抑造长波区、透射短波区的截止滤光片就称为短波通滤光片。

　　大无数情况下，是但愿截止短于某一特定波长，或者长于该波长的所有光线。通常的法子是使过问滤光片同吸收滤光片相组合。它既能够用作截止长波的短波通滤光片，也能够用作截止短波的长波通滤光片。只有扭转监控膜层厚度的波长，截止限的地位能够轻易移动。