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光學薄膜的原理|發展歷程
光學薄膜的原理|發展歷程
光學薄膜的應用始于20世紀30年代，至今已形成一門獨立的技術，廣泛應用在天文、軍事、醫學、科學檢測、光顯示和光通訊等行業中。光學薄膜能改善系統性能，對光學儀器的質量起著重要或決定性的作用。
光學薄膜的原理
光學薄膜是指鍍在一些光學器件或其他器件表面上的薄膜，來選擇性的吸收某些波長的光，改變某些波長的光的透射性或偏振狀態，或者相位來滿足人們的需要。改變光的透射性光學薄膜一般由介質或金屬分子蒸發而成，對于不同波長的光可以制成不同的厚度，使用這些濾波片要比使用單色光源方便的多。
反射、減反射以及光譜調控是光學薄膜的基本功能。利用反射功能，光學薄膜可以將光線按不同的角度折轉到空間的各個方向。利用減反射功能，光學薄膜可以將光線在元件表面發生反射時將光的損耗降到Zdi，因而使光學器件和光學系統的功能更加的wan美。利用光譜調控功能，可以將光學系統中的色度進行變換，獲得繽紛絢麗的色彩。
光學薄膜的發展歷程
如果從Fraunhofer利用化學方法制備出減反射層算起，光學薄膜已經有近兩百年的歷史。但是，光學薄膜真正作為一類光學元件應用于光學系統，應該從20世紀30年代擴散泵應用于真空系統開始。近幾十年來，特別是電子計算機廣泛應用于光學薄膜的設計和薄膜制備過程以來，光學薄膜元件和技術得到突飛猛進的發展，形成一種欣欣向榮的大好局面。
Z早論述光學薄膜性質及其制備技術的專著是Heavens在1955年出版的Optical Properties of Thin Solid Films及Holland在1956年出版的Vacuum Deposition of Thin Films這兩本書，20世紀60年代初就有了中譯本。在光學薄膜的發展歷程中，光學薄膜的專著出版了很多本，比較有代表性的是Maeleod的Thin Film Optical Filters，該書2001年已經有第三版問世，每一版都反映了光學薄膜發展的一個新階段。
國內比較有影響的是唐晉發等1976年出版的《應用薄膜光學》。在此基礎上2006年又出版了《現代光學薄膜技術》，不僅充實了薄膜技術的內容，光學薄膜本身的科學內容也有開闊和加深。其他專著如Herman在1996年出版的Optical Diagnostics for Film Processing，Freund等2003年出版的Thin Film Materials Stress Defect Formation and Surface Evolution以及Lakhtakia在2006年出版的Sculptured Thin films Nanoengineered Morphology and Optics等，都在不同方面反映了光學薄膜的進展。
光學薄膜技術相關領域
光學薄膜技術涉及多個技術領域，總結光學薄膜相關國家標準和行業標準時，主要關注了以下5個主題方向。
1、膜層功能：光學薄膜可實現諸如反射、增透、濾光、分束等不同功能，以滿足多樣化的設計要求。不同膜層功能需要用不同的技術指標去描述和評判。
2、面形偏差：實際光學表面與理想光學表面必然存在一定的偏差，這稱為面形偏差。在光學薄膜領域，面形偏差一方面由基片加工水平決定，另一方面也會受到膜層應力的影響而降低或加劇。
3、表面疵病：鍍膜表面會存在一定的缺陷，如麻點、擦痕等，統稱為表面疵病。表面疵病程度會影響光學系統的性能，進而制約著光學薄膜的用途。
4、環境適應性：光學薄膜必然工作于一定的環境條件(如：溫度、濕度等)，而在該條件下薄膜能否長久穩定工作，體現了光學薄膜環境適應性的強弱。環境適應性是評判光學薄膜的一項重要因素，需要用一定的環境試驗來檢驗。
5、產品應用：光學薄膜Z終會形成產品(光學元件)，安裝在儀器中以滿足一定的使用要求。一種應用類型的光學薄膜產品中可能涉及多個功能的膜層。
隨著光學薄膜的不斷發展和進步，應用的領域也在逐漸增多，雖然在某些方面還需要進一步提高的方面，但是根據目前的發展勢頭來看，不久之后都會一一解決。在現在的研究中，不僅沒有將原有的光學薄膜放棄，并通過進一步研究使其逐漸適應發展，并且研究新型的光學薄膜，將其利用到新型設備中，不斷滿足與之有關的學科的進步。而且要將光學薄膜保護環境方面的性能開發出來，在不斷發展的同時將可持續發展觀貫徹到底。