增透膜的原理及常见问题的解答

增透膜也称减反膜，即能够减少反射光，增加透射光的薄膜．笔者在此简单分析一下光学镜头中所用的增透膜．     

非均匀性对增透膜增透特性的影响

通过对基底与膜层、膜层之间界面处非均匀性对增透膜增透性能影响的讨论,得到以下结论:在沉积初期,由于基底表面特性和沉积参数的波动,从而在基底与膜层之间产生过渡层,使增透性能减弱,对增透膜的增透效果影响较大;在膜层之间的过渡层,正余弦过渡使增透性能变强,双曲、指数使增透性能减弱,但影响较小,线性渐变基本没有影响。实验镀制了增透膜并对其进行拟合分析,发现基底与膜层以及膜层之间的过渡层按正余弦变化时与实验结果比较吻合,并给予了解释。     

基于自由曲面透镜的三基色LED照明系统研究

基于三基色发光二极管(light emitting diode，LED)与方棒的投影照明系统具有色域宽、体积小的优点，但三基色LED和方棒配合使用时，存在投影亮度不高的问题。首先基于光学扩展量匹配原则选择了LED光源，然后设计了一组自由曲面的准直透镜和收集透镜。仿真结果表明:准直透镜出射光线集中在±7.5°内，方棒出射端±30°内的能量利用率为51.7%。实际加工并测试了设计的自由曲面准直透镜和收集透镜。测试结果表明:采用本文设计的没有镀减反增透膜的透镜组，投影机出射亮度比原使用镀了增透减反膜的透镜的系统高1.6%。预计设计的透镜镀减反增透膜后投影机出射亮度有望提升9.8%。     

用椭偏法分析单波段及双波段兼容a—C：H增透膜

讨论了在单昌锗上为获得单波段（３－５μｍ）及双波段（３－５μｍ，８－１２μｍ）兼容ａ－Ｃ：Ｈ增透膜所必需的膜系设计，及用椭偏法对该膜进行的增透结果分析。结果表明，ａ－Ｃ：Ｈ膜是理想的红外增透膜。椭偏法对分析所制备的膜是否符合膜系设计要求及沉积工艺参数的确定具有重要意义。     

用椭偏法分析单波段及双波段兼容a－C：H增透膜

讨论了在单晶锗上为获得单波段（３～５μｍ）及双波段（３～５μｍ、８～１２μｍ）兼容ａ－Ｃ：Ｈ增透膜所必需的膜系设计，及用椭偏法对该膜进行的增透结果分析。结果表明，ａ－Ｃ：Ｈ膜是理想的红外增透膜。椭偏法对分析所制备的膜是否符合膜系设计要求及沉积工艺参数的确定具有重要意义。     

157 nm氟化物光学薄膜制备

为了研制低损耗、高性能的157 nm薄膜,研究了常用的六种宽带隙氟化物薄膜材料.制备和研究了六种氟化物单层膜,并以不同高低折射率材料对,设计制备了157 nm高反膜和增透膜|讨论和比较了不同氟化物材料对所组成的高反膜和增透膜的反射率、透射率、光学损耗等特性.结果表明,采用NdF3/AlF3 材料对设计制备的157 nm高反膜的透过率为1.7%,反射率接近93%,散射损耗为2.46%,已经与吸收损耗相当|以AlF3/LaF3材料对设计制备的157 nm增透膜的剩余反射率低于0.17%.     

157nm氟化物光学薄膜制备

为了研制低损耗、高性能的157nm薄膜,研究了常用的六种宽带隙氟化物薄膜材料.制备和研究了六种氟化物单层膜,并以不同高低折射率材料对,设计制备了157nm高反膜和增透膜;讨论和比较了不同氟化物材料对所组成的高反膜和增透膜的反射率、透射率、光学损耗等特性.结果表明,采用NdF3/AlF3材料对设计制备的157nm高反膜的透过率为1.7%,反射率接近93%,散射损耗为2.46%,已经与吸收损耗相当;以AlF3/LaF3材料对设计制备的157nm增透膜的剩余反射率低于0.17%.     

动态显示增透膜的"增透"特性

设计了一种简易的模拟实验装置,可以动态显示单层增透膜的"增透"特性,以及膜层的厚度变化对增透效果的影响.     

实时测量308nm激光泽薄膜的损伤阈值

用菜射光法，建立了一套实时监视与测量３０８ｎｍ激光对全的帮增透膜的损伤的实验装置。实时观察到了损伤从起始、加深直至饱和的整个过程的波形，用这一装置测量了全反膜和增透膜在３０８ｎｍ激光作用一的损伤阈值，测得是全反膜在０°与４５°入射角时的损伤阈值分别为１．７与１．０Ｊ／ｃｍ＾２。而增秀原阈值为１．３Ｊ／ｃｍ＾２。     

MgF_2增透膜镀制中的若干问题

MgF_2增透膜是光学镀膜中应用最广的一种膜层,光学厂已大量应用于生产。近几年,MgF_2膜层质量特别是膜层的强度和抗潮性能都有很大的提高,但仍存在不少问题,本文将讨论MgF_2增透膜镀制工艺中的几个主要问题,以及膜层质量疵病产生的原因及其防止的方法。     

HfO_2/SiO_2高反膜、增透膜及偏振膜的1064nm激光损伤特性

高反膜、增透膜和偏振膜是Nd∶YAG激光器中的关键薄膜元件 ,其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率。由于优异的物理化学性能 ,高功率Nd∶YAG激光器的光学薄膜一般采用HfO2 /SiO2 膜料组合镀制 ,因而用此膜料镀制的光学薄膜的激光损伤特性是薄膜工作者重点关注的问题。对光学中心APS15 0 4镀膜机镀制的HfO2 /SiO2 高反膜、增透膜和偏振膜等开展了 10 64nm的激光损伤实验研究 ,用 2 0 0倍的Normaski显微镜详细分析了高反 ,增透和偏振膜的激光损伤图貌 ,发现对于脉宽为 10ns波长的 10 64nm的激光而言 ,高反膜基本表现为孔洞和等离子体烧蚀疤痕 ,孔洞是由薄膜中的节瘤 (nodular)缺陷的激光损伤引起的 ,损伤的能流密度较低 ,为薄膜的零损伤阈值密度。疤痕为薄膜的激光等离子体烧伤引起的 ,尺寸大小与激光能量密度成近似正比。增透膜一般为双面镀 ,分前后膜堆两种情况 ,前膜堆表现为孔洞和疤痕 ,与高反膜相似 ;后膜堆为孔洞型的小圆麻点聚积 ,麻点处的薄膜完全剥落 ,没有疤痕等烧伤痕迹 ,是激光在基片之间形成的驻波电场损毁 ,损伤阈值比前膜堆低 1 5倍 ,决定着增透膜的损伤阈值。偏振膜的低能量密度损伤与增透膜后膜堆相似 ,表现为孔洞型小麻点聚积 ,损伤处未见疤痕等烧蚀痕迹。对薄膜小尺度损?     

高性能三波长增透介质膜系研制

本文系统分析了传统单波长增透膜系的缺点,以镀膜材料在紫外、可见和近红外区域折射率数据为基础,通过研究膜系设计理论,优化设计了合适的膜系;通过制造修正挡板,以及优化离子源辅助沉积工艺,找到了能同时满足三波长增透的镀膜工艺,研制的三波长增透介质膜在1053nm和527nm处剩余反射小于0.5%,在351nm处剩余反射小于0.2%,且在空气中放置20天后,膜层温漂很小。     

化学涂膜研究平台进展

研究了甲基硅酮防潮膜溶胶的配制及陈化条件、涂膜方式和膜层后处理条件；研究了二氧化硅增透膜溶胶的配制、陈化及回流条件、涂膜方式和膜层后处理条件；研究了双层膜的制备过程。基本确立了防潮膜溶胶和增透膜溶胶的制备条件，涂膜溶胶的溶剂配比、浓度、过滤及涂膜方式和膜层的后处理工艺，在K9玻璃和熔石英基片上分别完成了防潮膜、增透膜及双层膜的涂膜全过程。并对溶胶及膜层的各项性能进行了测试。     

薄膜的光学特性分析

通过CAD,对高反膜、增透膜和干涉滤光片的光学特性进行了研究和分析,指出设计和使用中应注意的问题.     

等离子体结合六甲基二硅胺烷处理提升增透膜抗真空污染性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂增透膜,然后对其进行等离子体结合六甲基二硅胺烷（HMDS）表面改性处理。研究了后处理改性对增透膜表面形貌、微观结构、光学性能及激光损伤性能的影响规律,获得了抗真空有机污染的二氧化硅增透膜。结果表明,增透膜在采用等离子体结合HMDS表面改性处理后,膜层收缩、粗糙度下降、极性羟基等有机基团含量减少;两步后处理改善了增透膜膜层结构和光学性能,显著提高了膜层疏水能力和真空条件下的抗污染性能,并且对溶胶-凝胶二氧化硅增透膜的高损伤阈值属性不产生影响。     

利用氟硅烷提高溶胶-凝胶SiO2增透膜的疏水性

 以正硅酸乙酯为前驱体，氨水为催化剂，采用溶胶 凝胶法制备了二氧化硅增透膜；通过自组装技术，用氟硅烷对膜层进行表面修饰，制得了疏水增透膜，克服了常规增透膜亲水的缺点。采用红外光谱、分光光度计、扫描探针显微镜和静滴接触角测量仪等测试手段分析了薄膜的特性。结果表明：疏水增透膜的峰值透光率为99.7％，疏水角为110°；氟硅烷自组装改性不影响二氧化硅增透膜的光学性能。     

光学增透膜是如何起增透作用的

光学增透膜是如何起增透作用的李克坚（广西师大附中桂林）现行高中物理（必修）课本《薄膜干涉》一节中，介绍了光的干涉在技术上的应用，其中叙述了有关光学增透膜的作用：“在透镜和棱镜的表面涂上一层薄膜（一般用氟化镁）。当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的１／４...     

紫外光固化丙烯酸酯/二氧化硅杂化光学增透膜的研制

 采用旋转镀膜工艺和紫外光固化技术在石英基片上制备出了快速固化的丙烯酸酯/二氧化硅有机/无机杂化单层宽带光学增透膜，考察了丙烯酸酯与正硅酸乙酯的物质的量之比对薄膜增透性能等的影响。实验结果表明，该比值为2.0时，增透膜的最大透射率为99.0%，采用旋转镀膜工艺制备的有机/无机杂化单层增透膜在425～1060nm的较宽波段范围内透射率均达98%以上。     

KDP晶体增透膜和保护膜性能研究

 报道了溶胶－凝胶工艺制备的KDP晶体保护膜、增透膜和它们的性能 。多孔二氧化硅增透膜峰值透射率大于99%,膜层折射率约1.23。对1.06μm,脉宽约1ns的激光,单层膜的激光破坏阈值约10J/cm²左右,有保护膜和增透膜的膜层激光破坏阈值约5～8J/cm²。     

确定三层增透膜层厚的方法

目前,在镀制多层增透膜时所用的方法是:利用真空蒸发膜料并按石英晶体振荡频率ω连续控制分层厚度 h_J(J 是从基底算起的层数)。当ω的变化达到预定值Δω_1时,就停止 J 层的淀积。在镀制时,每制备一组增透膜最好都有层厚的控制方法。这样就可调节频率Δω,以便使实际的层厚近似于技术程序所规定的最佳层厚 h_J,并且保证增透