薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
复习,
反射膜 ——
金属反射膜
增强金属反射膜
全介质反射膜
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
金属反射镜
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 0 0
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1 0 0 0
%
Re
fl
e
c
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
Ag膜,Al膜及 Al+LHLH膜光谱比较
增强金属膜
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
全介质高反膜
由 1/4波长厚度的高低折射率材料交替构
成的 HLH…..LH 型膜系，其导纳可以由其特
征矩阵较为容易的得到：
???
?
???
?
???
?
?
???
??
G
H
S
L
H
n
n
n
nY 2
2
而反射率,2
0
0
Yn
YnR
?
??
层数 s趋近无穷大,R趋近 1。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 0 0
4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 7 0 0 7 5 0 8 0 0
%
Re
fl
e
c
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
5\7\9\17层反射膜光谱
由上图可以看出最高反射率随层数
增加，而反射带宽并不增加
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
2
2c o s
??
?
?
??
?
?
?
?
?
LH
LH
nn
nn
边
边界条件,? ? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
? ?
??
????
?
LH
LH
nn
nn
g
g
gg
1
22
s in
2
,
2
s inc o s
,1
22
?
?
?
??
?
边
边边
因此
称为相对波数??
?
?
???
?
?
?
/
224
2
0
00
?
????
g
g
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
???
?
???
?
?
??? ?
HL
LH
nn
nng 1s in2
?
反射带宽：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
用相对波数表示带宽：
gg ????? 11
用波长表示带宽：
? ? ? ?gg ??????? 11 0201 ????
? ? ? ?
? ? 020
00
21/2
1/1/
??
???
ggg
gg
??????
???????
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
? ? ? ?
? ? ? ? 0005
0003
25
2
5/5/
9
2
3/3/
???
????
??????????
??????????
ggg
ggg
ggg ?????? 5,3,1
波长带宽
同样道理，在 1/3,1/5,1/7,1/9处的反射
带边界为：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
全介质反射膜反射带展宽
两个以上的标准反射膜系的叠加
变厚度薄膜：
算术递减
几何递减：稍好
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
如何 减小 反射带宽
???
?
???
?
?
??? ?
HL
LH
nn
nng 1s in2
?
0
20
40
60
80
100
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
中心波长在 900nm 的标准反射膜
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
红,G/(LF)50L/Air 绿,G/(7H 7F)5 7F/Air
nH=2.3 nL=1.46 nF=1.38 λ 0=550nm
0
20
40
60
80
100
400 450 500 550 600 650 700
不同膜系获得相同反射率以及相同带宽情况对比
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1 0 0 0
负滤光片
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
负滤光片
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
反射膜系中的电场分布
当两列振幅相同的相干波沿相反方
向传播时，叠加后便产生驻波。全介质
高反膜系中沿正、反两个方向行进的平
面电磁波满足相干条件，当反射率接近 1
时，满足驻波形成的条件；
精确的计算可以用矩阵的方法进行；
在高能激光反射膜中经常关心电
场的分布情况
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
G/(HL)8HAir 反射膜系的电场分布情况
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
激光反射镜电场设计
两个原则
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
滤光片
?干涉截止滤光片
?窄带、带通滤光片
?金属滤光片
?负滤光片
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
?干涉截止滤光片
有些场合，人们利用反射膜截止某
一段光谱，同时还要求另一段光谱透射。
Long-pass or Short-pass Filters IR cut off
filters Hot mirrors Cold mirrors Edge
filters Dichroic Filters
我们一般称为前、后截止滤光片和 分色
膜它们有着近似的膜系结构，使用方式
有所不同。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
要求某一波长范围的光束高效透射
而偏离这一波长的光束骤然变化为高
反射 (或称抑制 )的干涉截止滤光片有着
广泛的应用（例如：电影放映机中的
冷光镜）,通常我们把抑制短波区、
透射长波区的滤光片称为长波通滤光
片。相反抑制长波区、透射短波区的
截止滤光片就称为短波通滤光片。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
1．透射曲线开始上升
(或下降 )时的波长以及此
曲线上升 (或下降 )的许可
斜率 2．高透射带的光
谱宽度、平均透射率以
及在此透射带内许可的
最小透射率 3．具有低
透射率的反射带 (抑制带 )
的光谱宽度以及在此范
围内所许可的最大透射
率。
干涉截止滤光片
的几个重要指标
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
干涉截止滤光片的基本结构与前
面讲的反射膜是一样的，都是 HL…
四分之一波长的形式
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通带波纹的压缩
可以看出标准的四分之一波长的反射膜
在反射带以外，透射率是震荡的，或者说通
带内由较大的波纹幅度，我们下面利用等效
折射率的方法来分析，找到波纹压缩的方法。
HL…LH 型的膜系在最外端稍加变化则可
以用（ L/2HL/2)n或 (H/2LH/2)n来替代。这样我
们就可以用周期膜系的等效折射率的方法进
行分析了。
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对于以中间一层为中心，两边对称安置的多层膜，
却具有单层膜特征矩阵的所有特点，在数学上存在着
一个等效层，这为等效折射率理论奠定了基础。 下面
我们就以最简单的对称膜系 (pqp)为例说明对称膜系在
数学上存在一个等效折射率的概念。这个称膜系的特
征矩阵为：
对称膜系的等效折射率
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
ppp
p
p
p
qqq
q
q
q
ppp
p
p
p
pqp
pqp
i
i
i
i
i
i
M
MM
MM
M
???
?
?
?
???
?
?
?
???
?
?
?
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
2221
1211
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
由于对称膜系的待征矩阵和单层膜的特征矩阵具有相同
的性质，可以假定以相似的形式来表示：
对称膜系的等效折射率
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
??
??
??
??
c o ss i n
s i nc o s
2221
1211
iE
E
i
MM
MM
M pqp
因此它可以用一层特殊的等效单层膜来描写,这层等效膜
的折射率 E（等效折射率）和位相厚度 τ (等效位相厚度 ) 可
以由下面方程求得：
?
?
?
s i n
s i n
,c o s
21
12
2211
iEM
E
i
M
MM
?
?
??
12
21
M
ME ??
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对称膜系的等效折射率
对于某些波长范围 M11的绝对值大于 1
截止区。
对应的波长范围是的概念不再存在，这时
也是虚数等效折射率为虚数，可以得到
即
E?
? 1c o s1
2211
??? MM
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对称膜系的等效折射率
对于 M11的绝对值小于 1的情况：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
??
??
??
??
ssiE
s
E
i
s
M
iE
E
i
M
iE
E
i
M
s
s
s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
可以证明：
膜系的特征矩阵为：
为：的基本周期的特征矩阵令一个周期性对称膜系
上式表示一个周期性对称膜系在它的透射带中仍然存在有一
个等效折射率，它和基本周期对称组合等效折射率 E完全相
同，并且它的等效位相厚度等于基本周期的等效位相厚度 s
倍．
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
L/2HL/2等
效折射率
H/2LH/2
对称膜系的等效折射率
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通过对 L/2HL/2和 H/2LH/2两种基本型等效
折射率分析可以得到 L/2HL/2适合短波通 …
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
一种压缩波纹的简单的方法是选择合
适的基本周期，通过改变基本周期内的膜
层厚度，使其等效折射率变到更接近预期
值，要使这种方法有成效，则要求光洁基
片保持低的反射率即基片应有低的折射率，
在可见光区，玻璃是十分满意的基片材料，
但是这种方法不能不加修改就用于红外区，
例如用于硅板和锗板,更常用的方法是在
多层膜的每一侧加镀匹配层，使它同基片
以及入射介质匹配。
0
20
40
60
80
100
500 550 600 650 700 750 800
L o w p a s s E x a m p l e & H i g h p a s s E x a m p l e
%
T
r
a
n
s
m
i
t
t
a
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通带的展宽与压缩
λ/4堆这种型式的长波通滤光片，其长
波通带可以一直延伸至膜料和基片的吸收
限宽度是足够的，但短波通滤光片因为有
更高级次的截止区，所以它的通带宽度是
有限的，在有些情况下例如某些类型的热
反光镜，就要求宽得多的短波通带，现在
我们讨论短波通滤光片通带的展宽的问题。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通过改变基本周期的结构形式，调
整每层的折射率、厚度，使
? ? 1
2
1
2211 ?? mm
的条件不满足，可以消除某些级
次的反射带。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
光学薄膜的类型与符号1.减反膜
2.滤光膜
3 保护膜
4 内反射
5 外反射
6 高反膜
7 分束膜
8 分色膜
9 偏振膜
10 导电膜
小结：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
小结：
1.各种膜系的实际应用
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
2,概括光学薄膜的本质内容
光在通过分层媒质时，来自不同界面
的反射光、透射光在光的入射及反射方向
产生光的干涉现象，人们正是利用这种干
涉现象，通过改变薄膜材料及其厚度等特
性来人为的控制光的干涉，根据需要来实
现光能的重新分配。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
3,光学薄膜的特点
Optical thin films 通常光学薄膜时非常薄的；
Optical coatings 一般来讲薄膜敷于光学
玻璃、塑料、晶体等基底上；
Optical layers 光学薄膜的一个特点是分
层结构；
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
复习,
反射膜 ——
金属反射膜
增强金属反射膜
全介质反射膜
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
金属反射镜
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 0 0
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1 0 0 0
%
Re
fl
e
c
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
Ag膜,Al膜及 Al+LHLH膜光谱比较
增强金属膜
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
全介质高反膜
由 1/4波长厚度的高低折射率材料交替构
成的 HLH…..LH 型膜系，其导纳可以由其特
征矩阵较为容易的得到：
???
?
???
?
???
?
?
???
??
G
H
S
L
H
n
n
n
nY 2
2
而反射率,2
0
0
Yn
YnR
?
??
层数 s趋近无穷大,R趋近 1。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 0 0
4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 7 0 0 7 5 0 8 0 0
%
Re
fl
e
c
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
5\7\9\17层反射膜光谱
由上图可以看出最高反射率随层数
增加，而反射带宽并不增加
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
2
2c o s
??
?
?
??
?
?
?
?
?
LH
LH
nn
nn
边
边界条件,? ? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
? ?
??
????
?
LH
LH
nn
nn
g
g
gg
1
22
s in
2
,
2
s inc o s
,1
22
?
?
?
??
?
边
边边
因此
称为相对波数??
?
?
???
?
?
?
/
224
2
0
00
?
????
g
g
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
???
?
???
?
?
??? ?
HL
LH
nn
nng 1s in2
?
反射带宽：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
用相对波数表示带宽：
gg ????? 11
用波长表示带宽：
? ? ? ?gg ??????? 11 0201 ????
? ? ? ?
? ? 020
00
21/2
1/1/
??
???
ggg
gg
??????
???????
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
? ? ? ?
? ? ? ? 0005
0003
25
2
5/5/
9
2
3/3/
???
????
??????????
??????????
ggg
ggg
ggg ?????? 5,3,1
波长带宽
同样道理，在 1/3,1/5,1/7,1/9处的反射
带边界为：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
全介质反射膜反射带展宽
两个以上的标准反射膜系的叠加
变厚度薄膜：
算术递减
几何递减：稍好
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
如何 减小 反射带宽
???
?
???
?
?
??? ?
HL
LH
nn
nng 1s in2
?
0
20
40
60
80
100
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
中心波长在 900nm 的标准反射膜
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
红,G/(LF)50L/Air 绿,G/(7H 7F)5 7F/Air
nH=2.3 nL=1.46 nF=1.38 λ 0=550nm
0
20
40
60
80
100
400 450 500 550 600 650 700
不同膜系获得相同反射率以及相同带宽情况对比
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1 0 0 0
负滤光片
%
T
r
a
n
s
m
it
ta
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
负滤光片
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
反射膜系中的电场分布
当两列振幅相同的相干波沿相反方
向传播时，叠加后便产生驻波。全介质
高反膜系中沿正、反两个方向行进的平
面电磁波满足相干条件，当反射率接近 1
时，满足驻波形成的条件；
精确的计算可以用矩阵的方法进行；
在高能激光反射膜中经常关心电
场的分布情况
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
G/(HL)8HAir 反射膜系的电场分布情况
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
激光反射镜电场设计
两个原则
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
滤光片
?干涉截止滤光片
?窄带、带通滤光片
?金属滤光片
?负滤光片
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
?干涉截止滤光片
有些场合，人们利用反射膜截止某
一段光谱，同时还要求另一段光谱透射。
Long-pass or Short-pass Filters IR cut off
filters Hot mirrors Cold mirrors Edge
filters Dichroic Filters
我们一般称为前、后截止滤光片和 分色
膜它们有着近似的膜系结构，使用方式
有所不同。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
要求某一波长范围的光束高效透射
而偏离这一波长的光束骤然变化为高
反射 (或称抑制 )的干涉截止滤光片有着
广泛的应用（例如：电影放映机中的
冷光镜）,通常我们把抑制短波区、
透射长波区的滤光片称为长波通滤光
片。相反抑制长波区、透射短波区的
截止滤光片就称为短波通滤光片。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
1．透射曲线开始上升
(或下降 )时的波长以及此
曲线上升 (或下降 )的许可
斜率 2．高透射带的光
谱宽度、平均透射率以
及在此透射带内许可的
最小透射率 3．具有低
透射率的反射带 (抑制带 )
的光谱宽度以及在此范
围内所许可的最大透射
率。
干涉截止滤光片
的几个重要指标
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
干涉截止滤光片的基本结构与前
面讲的反射膜是一样的，都是 HL…
四分之一波长的形式
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通带波纹的压缩
可以看出标准的四分之一波长的反射膜
在反射带以外，透射率是震荡的，或者说通
带内由较大的波纹幅度，我们下面利用等效
折射率的方法来分析，找到波纹压缩的方法。
HL…LH 型的膜系在最外端稍加变化则可
以用（ L/2HL/2)n或 (H/2LH/2)n来替代。这样我
们就可以用周期膜系的等效折射率的方法进
行分析了。
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对于以中间一层为中心，两边对称安置的多层膜，
却具有单层膜特征矩阵的所有特点，在数学上存在着
一个等效层，这为等效折射率理论奠定了基础。 下面
我们就以最简单的对称膜系 (pqp)为例说明对称膜系在
数学上存在一个等效折射率的概念。这个称膜系的特
征矩阵为：
对称膜系的等效折射率
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
ppp
p
p
p
qqq
q
q
q
ppp
p
p
p
pqp
pqp
i
i
i
i
i
i
M
MM
MM
M
???
?
?
?
???
?
?
?
???
?
?
?
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
2221
1211
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
由于对称膜系的待征矩阵和单层膜的特征矩阵具有相同
的性质，可以假定以相似的形式来表示：
对称膜系的等效折射率
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
??
??
??
??
c o ss i n
s i nc o s
2221
1211
iE
E
i
MM
MM
M pqp
因此它可以用一层特殊的等效单层膜来描写,这层等效膜
的折射率 E（等效折射率）和位相厚度 τ (等效位相厚度 ) 可
以由下面方程求得：
?
?
?
s i n
s i n
,c o s
21
12
2211
iEM
E
i
M
MM
?
?
??
12
21
M
ME ??
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对称膜系的等效折射率
对于某些波长范围 M11的绝对值大于 1
截止区。
对应的波长范围是的概念不再存在，这时
也是虚数等效折射率为虚数，可以得到
即
E?
? 1c o s1
2211
??? MM
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
对称膜系的等效折射率
对于 M11的绝对值小于 1的情况：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
??
??
??
??
ssiE
s
E
i
s
M
iE
E
i
M
iE
E
i
M
s
s
s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
c o ss i n
s i nc o s
可以证明：
膜系的特征矩阵为：
为：的基本周期的特征矩阵令一个周期性对称膜系
上式表示一个周期性对称膜系在它的透射带中仍然存在有一
个等效折射率，它和基本周期对称组合等效折射率 E完全相
同，并且它的等效位相厚度等于基本周期的等效位相厚度 s
倍．
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 基础理论
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
L/2HL/2等
效折射率
H/2LH/2
对称膜系的等效折射率
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通过对 L/2HL/2和 H/2LH/2两种基本型等效
折射率分析可以得到 L/2HL/2适合短波通 …
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
一种压缩波纹的简单的方法是选择合
适的基本周期，通过改变基本周期内的膜
层厚度，使其等效折射率变到更接近预期
值，要使这种方法有成效，则要求光洁基
片保持低的反射率即基片应有低的折射率，
在可见光区，玻璃是十分满意的基片材料，
但是这种方法不能不加修改就用于红外区，
例如用于硅板和锗板,更常用的方法是在
多层膜的每一侧加镀匹配层，使它同基片
以及入射介质匹配。
0
20
40
60
80
100
500 550 600 650 700 750 800
L o w p a s s E x a m p l e & H i g h p a s s E x a m p l e
%
T
r
a
n
s
m
i
t
t
a
n
c
e
W a v e l e n g t h ( n m )
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通带的展宽与压缩
λ/4堆这种型式的长波通滤光片，其长
波通带可以一直延伸至膜料和基片的吸收
限宽度是足够的，但短波通滤光片因为有
更高级次的截止区，所以它的通带宽度是
有限的，在有些情况下例如某些类型的热
反光镜，就要求宽得多的短波通带，现在
我们讨论短波通滤光片通带的展宽的问题。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
通过改变基本周期的结构形式，调
整每层的折射率、厚度，使
? ? 1
2
1
2211 ?? mm
的条件不满足，可以消除某些级
次的反射带。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
光学薄膜的类型与符号1.减反膜
2.滤光膜
3 保护膜
4 内反射
5 外反射
6 高反膜
7 分束膜
8 分色膜
9 偏振膜
10 导电膜
小结：
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
小结：
1.各种膜系的实际应用
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
2,概括光学薄膜的本质内容
光在通过分层媒质时，来自不同界面
的反射光、透射光在光的入射及反射方向
产生光的干涉现象，人们正是利用这种干
涉现象，通过改变薄膜材料及其厚度等特
性来人为的控制光的干涉，根据需要来实
现光能的重新分配。
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
3,光学薄膜的特点
Optical thin films 通常光学薄膜时非常薄的；
Optical coatings 一般来讲薄膜敷于光学
玻璃、塑料、晶体等基底上；
Optical layers 光学薄膜的一个特点是分
层结构；
薄 膜 光 学 —— 典型膜系
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
