典型膜系介紹

典型膜系介紹增透膜分光膜反射膜濾光片特殊膜系一.增透膜（減反射膜）當(dāng)光線從折射率為n0的介質(zhì)射入折射率為n1的另一介質(zhì)時(shí)在兩介質(zhì)的分界面上就會產(chǎn)生光的反射,如果介質(zhì)沒有吸收，分界面是一光學(xué)表面，光線又是垂直入射，則反射率R為：透過率損失，像的亮度降低，影響作用距離等；雜光影響，像的反襯度降低；

目前已有很多不同類型的增透膜可供利用，以滿足技術(shù)光學(xué)領(lǐng)域的極大部分需要?？墒菑?fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和激光光學(xué)，對減反射性能往往有特殊嚴(yán)格的要求。例如，大功率激光系統(tǒng)要求某些元件有極低的表面反射，以避免敏感元件受到不需要的反射的破壞，并且對于薄膜往往有激光閾值的要求。此外，寬帶增透膜可以提高象質(zhì)量、色平衡和作用距離，而使系統(tǒng)的全部性能增強(qiáng)，因此，生產(chǎn)實(shí)際的需要促使了減反射膜的不斷發(fā)展。設(shè)計(jì)減反膜并沒有完整的系統(tǒng)的方法，簡捷的途徑是用矢量法，并通過試行法得到較滿意的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行數(shù)值計(jì)算作精確校核，以消除矢量法所固有的近似影響。一.增透膜（減反射膜）矢量法

對于層數(shù)較少的減反射膜可以用矢量法作近似計(jì)算和設(shè)計(jì)，這種方法有兩個(gè)前提：膜層沒有吸收；在確定多層膜的特性時(shí)只考慮入射波在每個(gè)界面的單次反射；矢量法

為了避免在作矢量圖時(shí)方向混亂，可以規(guī)定：

1．矢量的模r1,r2,r3,r4…，正值為指向坐標(biāo)原點(diǎn)負(fù)值為離開原點(diǎn)．

2．矢量之間的夾角僅決定于膜層的光學(xué)厚度和所考察的波長(即決定于膜層的位相厚度)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。界面上的位相躍變已經(jīng)包含在振幅反射系數(shù)的符號中，不必另作考慮。1.1單層增透膜單層增透膜是減少界面反射的最簡單途徑，如右圖用矢量法分析：從矢量圖上可以看到，合振幅矢量r隨著r1和2之間的夾角2δ而變化合矢量端點(diǎn)的軌跡為一園周。當(dāng)膜層的光學(xué)厚度為某一波長的四分之一時(shí)，則兩個(gè)矢量的方向完全相反。1.1單層增透膜矢量法用來分析單層薄膜情況：可見當(dāng)厚度為某一波長1/4，并且r1=r2時(shí)剩余反射為零：1.1單層增透膜運(yùn)用矩陣法分析1/4波長厚度時(shí)的情況：1.1單層增透膜1.1單層增透膜

對于激光工作物質(zhì)材料表面則n12=n0n2不再是單層膜的零反射率和最小反射率的條件了。1.1單層增透膜

單層增透膜的出現(xiàn)，在歷史上是一個(gè)重大的進(jìn)展，直至今天仍廣泛地用來滿足一些簡單的用途。但是它存在著兩個(gè)主要的缺陷，首光對大多數(shù)應(yīng)用來說剩余反射還顯得太高，此外，從未鍍膜表面反射的光線，在色彩上仍保持中性而從鍍膜表面反射的光線就不然，破壞了色的平銜．其結(jié)果是不可能作出良好的色彩還原，作為變焦距鏡頭超廣角鏡頭，大相對孔徑等新型透鏡系統(tǒng)中的鍍層，那更是不能符合要求。

有兩個(gè)途徑可以提高增透效果：采用變折射率的所謂非均勻膜，它的折射率隨著厚度的增加呈連續(xù)的變化；采用幾層折射率不同的均勻薄膜構(gòu)成多層增透膜；1.2雙層增透膜

對于單層氟化鎂膜來說冕牌玻璃的折射率是太低了。為此，我們可以在玻璃基片上先鍍一層1/4波長厚的、折射率為n2的薄膜，這時(shí)對于來說薄膜和基片組合的系統(tǒng)可以用一折射率為Y=N23/n3的假想基片來等價(jià)。顯然，當(dāng)n2>n3時(shí)，有Y＞n3．也就是說，在玻璃基片上先鍍一層高折射率的λ0／4波長厚的膜層后，基片的折射率好象從n3提高到Y(jié)=N23/n3

，然后鍍上λ0／4波長厚的氟化鎂膜層就能起到更好的增透效果。構(gòu)成λ0／4-λ0／4型增透膜，若使中心波長的反射率為零，應(yīng)滿足：1.2雙層增透膜

當(dāng)折射率完全滿足以上關(guān)系的材料不能找到時(shí)，可以通過厚度的調(diào)整來達(dá)到，如圖所示，n0、n3分別為入射介質(zhì)和基片的折射率，n1和n2為折射率己確定的低折射率和高折射率材料的膜層，δ1、δ2便是待定的膜層位相厚度，用矢量法進(jìn)行分析:1.2雙層增透膜只有當(dāng)矢量r1、r2和r3組成封閉三角形才能使合矢量為零。因此只須以矢量r1的始點(diǎn)和終點(diǎn)為圓心，分別以r3和r2為半徑作兩個(gè)園，兩個(gè)園的交點(diǎn)就是滿足合矢量為零條件的矢量r2和r3頭尾相接的點(diǎn)，然后從矢量圖上即可量得2δ1、2δ2的值。顯然，圖示的兩種方式，都能使三角形封閉。解(b)的膜層總厚度比解(a)的小，它對波長的敏感性也較小，所以通常取此解。用矢量法求出雙層增透膜的各層厚度紅線：1.38H0.61L蘭線：0.31H2.77LNH=1.7NL=1.461.2雙層增透膜

上面討論的λ0／4-λ0／4結(jié)構(gòu)的V形膜只能在較窄的光譜范圍內(nèi)有效地減反射，因此僅適宜于工作波段窄的系統(tǒng)中應(yīng)用．厚度為λ0／4-λ0／2型的雙層增透膜，在中心波長λ0兩側(cè)，可望有兩個(gè)反射率極小值，反射率曲線呈W型，所以也有把這種雙層增膜稱作為W型膜的．對于中心波長膜層和基片組合的特征矩陣為1.2雙層增透膜1.2雙層增透膜顯然，在中心波長處的反射率與單層膜相同。

1.2雙層增透膜1.2三層增透膜

雙層增透膜的減反射性能比單層增透膜要優(yōu)越得，但它并沒有全部克服單層增透膜的兩個(gè)主要缺點(diǎn)（1）剩余反射高；（2）帶寬小。為了克服以上的缺點(diǎn)人們設(shè)計(jì)出了三層以及多層增透膜。對于λ0／4-λ0／4型的增透膜在中心波長處增透效果好但是帶寬較小，λ0／4-λ0／2型的增透膜在一定程度上展寬了帶寬但是總體的減反射效果不理想，人們想到將它們結(jié)合起來，設(shè)計(jì)出λ0/4-λ0/2-λ0/4-λ0型增透膜，不僅提高了增透效果，而且展寬了帶寬。

總之，人們可以通過調(diào)整層數(shù)、厚度、材料來不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)，由于實(shí)際工作中λ0／4的整數(shù)倍厚度容易控制，人們把全部由λ0／4整數(shù)倍厚度組成的膜系稱為規(guī)整膜系，反之為非規(guī)整膜系。G\.25453I\.06773H\.0459I\.10938L\.05389H\.08113L\.21788F\Air

I:1.7H:2.3L:1.46F:1.38

高折射率基底材料的的減反射膜

在可見區(qū)應(yīng)用的大多數(shù)光學(xué)玻璃，通常在波長大于3微米以后就不再透明．因此，在紅外區(qū)經(jīng)常采用某些特種玻璃和晶體材料特別是半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體有很高的折射率，例如硅約為3.4而鍺大約是4。這些半導(dǎo)體基片若不鍍增透膜，就不可能廣泛地使用．這個(gè)問題不同于可見區(qū)，在可見區(qū)，其目的是將大約4%的反射損失減小到千分之幾，而在紅外區(qū)，則是將30%左右的反射損失減小為百分之幾。一般說在紅外區(qū)百分之幾的損失是允許的，因而低折射率基片通常很少鍍減反膜。紅外材料鍍膜從原理上講同可見是一致的，只不過材料的選擇余地較小。減反射膜的一個(gè)特殊應(yīng)用——光學(xué)鍍層應(yīng)用于太陽能利用方面

太陽能利用有光熱轉(zhuǎn)換、光熱電轉(zhuǎn)換和光電直接轉(zhuǎn)換三種主要形式。前兩種形式都要有一個(gè)選擇性的吸收表面，。使之對太陽損射有最高的吸收而熱輻射損失又最久以便有效地利用太陽能．這一點(diǎn)利用光學(xué)鍍層是容易實(shí)現(xiàn)的。如圖表示入射在地球表面上的太陽光的光譜分布以及黑體在不同溫度下輻射光譜。從圖上可以清控地看到達(dá)兩個(gè)光譜之問存在著間隔，對于500K以下的黑體溫度兩者的邊界波長大約在2.5微米左右。由于存在著這個(gè)間隔，就能做成這樣的表面，既能有效地吸收太陽光而又不會在工作溫度下把吸收的能量再發(fā)射出去。減反射膜的一個(gè)特殊應(yīng)用——光學(xué)鍍層應(yīng)用于太陽能利用方面

需要這樣的選擇性吸收體：在2.5微米以下波長區(qū)域有最高的吸收率，但是對于長波長有低的發(fā)射率。于是放置在太陽光中的選擇性吸收體將達(dá)到比一般的黑體表面更高的溫度。由于熱能在高溫比低溫更寶貴(這一點(diǎn)是很重要的)，在紅外區(qū)有高反射的金屬上沉積一薄的半導(dǎo)體層和一簡單的減反射膜組成的系統(tǒng)能滿足這個(gè)要求，半導(dǎo)體層增加了太陽輻射的吸收率，但它對于紅外區(qū)是透明抵所以保持了紅外區(qū)有高的反射率也即低的紅外發(fā)射率，但由于半導(dǎo)體折射率較高，表面有可觀的反射損率，因此可以用減反膜來消除反射。減反射膜的一個(gè)特殊應(yīng)用——光學(xué)鍍層應(yīng)用于太陽能利用方面減反射膜的一個(gè)特殊應(yīng)用——光學(xué)鍍層應(yīng)用于太陽能利用方面使用增透膜的幾個(gè)注意事項(xiàng)使用的波長范圍，單點(diǎn)還是寬光譜或一段光譜帶一點(diǎn)；例如可見區(qū)(420nm-700nm)，或紅外（3700nm-4800nm)，或可見區(qū)加1064nm等；剩余反射率指標(biāo)；（平均或最大剩余反射率）使用角度或角度范圍；使用環(huán)境；（有無三防要求等）有無激光閾值要求；分光膜

一般講分光膜可以分為分束膜和分色膜，后者是按顏色（波長）不同進(jìn)行分光，本節(jié)主要講分束膜，它把一束光分按比例成光譜成分相同的兩束光，也即它在一定的波長區(qū)域內(nèi)，如可見區(qū)內(nèi)，對各波長具有相同的透射率、反射率比例，因而反射光和透射光不具有顏色，并呈中性。分光鏡通常總是傾斜使用的，它能把入射光分離成反射光和透射光兩部分，對于不同的用途分光鏡往往有不同的透射率和反射率比T／R。分光板的兩種使用方式分束鏡又可以按使用方式分為平板和棱鏡分光兩種正確錯(cuò)誤棱鏡分光1.NPBSNon-polarisingbeamsplitter2.PBSpolarisingbeamsplitter金屬分光鏡金屬分光鏡是最常用的分光鏡Ag膜：吸收小、中性差、穩(wěn)定性差在一般場合下要求分光膜的吸收小，因而在用金屬作為分光膜時(shí)應(yīng)選擇k／n值大一些的材料在可見區(qū)，銀是吸收最小的一種金屬膜，但中性稍差，在光譜的藍(lán)色端反射率下降，而且銀的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性都不好，一般只在膠合棱鏡中使用；Al膜和Cr也經(jīng)常用作分光膜；Al膜也存在中性和牢固度的問題Cr膜的中性較好，一般在可見區(qū)的長波段比短波端透射高。鎳鉻合金（80Ni-20Cr)在較寬的光譜范圍內(nèi)中性較好。金屬分光鏡11nm金屬鉻(Cr)在正反兩個(gè)方向入射時(shí)的反射率金屬中性分光G/11nmCr膜/AirG/53nmZnS/11nmCr膜/Air金屬分光鏡金屬分光鏡的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：中性好，光譜范圍寬、偏振效應(yīng)小、制作簡單缺點(diǎn)：吸收大、激光閾值低使用注意事項(xiàng)：光的入射方向介質(zhì)分光膜

在某些情況下，不允許分光膜有明顯的吸收，這時(shí)就必須使用全介質(zhì)分光膜，其實(shí)一層高折射率材料就可以構(gòu)成簡單的分光膜。在透明基片ng上鍍上一層1/4波長的高折射率的介質(zhì)薄膜(n1)就能增加反射率，減小透射率，在中心波長附近一個(gè)相當(dāng)寬的波長范圍內(nèi)這種膜的反射率隨被長改變得非常緩慢．中心波長處的反射率為一極大值，可由下式計(jì)算：λ0／4厚單層薄膜材料在K9基片反射率隨折射率的變化情況介質(zhì)分光膜

一般講可見區(qū)透明材料的折射率都在2.5以下，要實(shí)現(xiàn)50%的反射，即使是單點(diǎn)也很難實(shí)現(xiàn)，而且單層膜的有效寬度不夠，所以經(jīng)常使用的是多層介質(zhì)膜。H(LH)n是反射膜系，當(dāng)層數(shù)不多時(shí)反射率不高，同時(shí)又有一定的透射率，加以適當(dāng)?shù)男拚沟迷谀骋粎^(qū)域內(nèi)有較好的中性，就可以成為一種分光膜。單層ZnS膜與五層G/2LHLHL/Air結(jié)構(gòu)膜系光譜比較G-K9;L-MgF2;H-ZnS平板分光膜的偏振分離情況棱鏡分光膜的偏振分離情況介質(zhì)分光膜介質(zhì)分光膜的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：吸收小，幾乎可以忽略缺點(diǎn)：光譜范圍窄、偏振分離明顯、角度效應(yīng)明顯介質(zhì)分光鏡于金屬分光鏡的比較中性角度、偏振帶寬其它反射膜

在光學(xué)薄膜中，反射膜和增透膜幾乎同樣重要，對于光學(xué)儀器中的反射統(tǒng)來說，由于單純金屬膜的特性大都已經(jīng)滿足常用要求，因而首先討論金屬反射膜，在某些應(yīng)用中，若要求的反射率高于金屬膜所能達(dá)到的數(shù)值則可在金屬膜上加額外的介質(zhì)膜以提高它們的反射率，最后介紹全介質(zhì)多層反射膜，由于這種反射膜具有最大的反射率和最小的吸收率因而在激光應(yīng)用中得到了廣泛的使用。金屬反射膜光線入射到金屬上的反射率：

當(dāng)金屬膜厚度達(dá)到一定程度的時(shí)候，基底的影響可以忽略，在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)反射率與厚度是基本無關(guān)的。下圖為1、2、4、8、16、32、64、128nm鋁膜反射率的理論曲線金屬的色散金屬反射鏡金屬膜材料的選擇原則:

先考慮使用波段要求反射率要求使用環(huán)境制作成本等Al、Ag、Au、Pt金屬膜材料的選擇

鋁：最常用，紫外、可見、紅外銀：反射率最高，穩(wěn)定性差金：紅外常用、穩(wěn)定鉑、銠：穩(wěn)定、堅(jiān)固金屬膜的制作工藝溫度、速度、厚度、真空度、蒸發(fā)角度連接層（內(nèi)、外反射）保護(hù)層（透明波段）

復(fù)雜的系統(tǒng)往往要求有足夠的能量，右圖是一個(gè)完全由反射鏡組成的系統(tǒng)的能量情況。增強(qiáng)金屬反射鏡單一金屬膜

在上面加兩層1/4波長厚度的介質(zhì)膜，假設(shè)緊貼金屬的膜層折射率為n2，則在中心波長處的反射率可以由薄膜矩陣求得。當(dāng)n1>n2時(shí)比較兩個(gè)反射率R*>RAg膜、Al膜及Al+LHLH膜光譜比較全介質(zhì)反射膜

金屬反射鏡的吸收是始終存在的，使它在很多場合不能應(yīng)用，如有些高能激光膜，這時(shí)候需要全介質(zhì)高反膜。由H/L高低介質(zhì)重復(fù)疊加可以對某一波段進(jìn)行高反射。如（HL)sH/Glass結(jié)構(gòu)的導(dǎo)納：由反射率公式可知：S越大，反射率越大；nH/nL越大，反射越大。HLH導(dǎo)納軌跡

理論上只要增加膜系的層數(shù)反射率可無限地接近于100%，實(shí)際上由于膜層中的吸收、散射損失，當(dāng)膜系達(dá)到一定層數(shù)時(shí)繼續(xù)加鍍兩層并不能提高其反率，有時(shí)甚至由于吸收、散射損失的增加而使反射率下降因此膜系中的吸收和散射損耗限制了介質(zhì)膜系的最大層數(shù)。全介質(zhì)反射膜5\7\9\17層反射膜光譜

由上圖可以看出最高反射率隨層數(shù)增加，而反射帶寬并不增加

對于(HL)s型的反射膜我們試圖通過分析它的基本周期來確定反射帶寬?；局芷贖L特征矩陣設(shè)為：反射帶寬的確定則膜系的特征矩陣：可證明當(dāng)周期數(shù)增大，s趨近無限大時(shí)這時(shí)反射率隨層數(shù)增加而增加，所以在反射區(qū)內(nèi)，當(dāng)它小于1時(shí)反射率隨層數(shù)關(guān)系不確定，故不是反射區(qū)，所以：是反射區(qū)的邊界HL的矩陣:H、L都是1/4波長相位厚度：中心波長處高反帶的邊界反射帶寬與H、L的折射率有關(guān)用相對波數(shù)表示帶寬：用波長表示帶寬：同樣道理，在1/3、1/5、1/7、1/9處的反射帶邊界為：波長帶寬橫坐標(biāo)為波數(shù)（1/cm)橫坐標(biāo)為波長（nm）全介質(zhì)反射膜的展寬

有些場合標(biāo)準(zhǔn)的反射膜反射帶寬是不夠用的，例如想用全介質(zhì)的反射膜在整個(gè)可見區(qū)高反射，由于材料的限制，一組（HL)SH反射帶寬是不夠的。兩組反射膜G/(HL)8H/Air和G/1.2((HL)8H)/Air的兩個(gè)膜系簡單的疊加不行G/(HLHLHLHLHLHLHLH)+1.2(HLHLHLHLHLHLH/AirG/(HLHLHLHLHLHLHLH)+1.1L+1.2(HLHLHLHLHLHLH/Air全介質(zhì)反射膜反射帶展寬兩個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)反射膜系的疊加變厚度薄膜：算術(shù)遞減幾何遞減：稍好材料：ZnS、MgF2公差：-0.02公比：0.97金屬反射鏡Ag膜、Al膜及Al+LHLH膜光譜比較增強(qiáng)金屬膜全介質(zhì)高反膜

由1/4波長厚度的高低折射率材料交替構(gòu)成的HLH…..LH型膜系，其導(dǎo)納可以由其特征矩陣較為容易的得到：而反射率：層數(shù)s趨近無窮大，R趨近1。5\7\9\17層反射膜光譜

由上圖可以看出最高反射率隨層數(shù)增加，而反射帶寬并不增加反射帶寬：用相對波數(shù)表示帶寬：用波長表示帶寬：波長帶寬同樣道理，在1/3、1/5、1/7、1/9處的反射帶邊界為：全介質(zhì)反射膜反射帶展寬兩個(gè)以上的標(biāo)準(zhǔn)反射膜系的疊加變厚度薄膜：算術(shù)遞減幾何遞減：稍好如何減小反射帶寬紅：G/(LF)50L/Air

綠：G/(7H7F)57F/Air

nH=2.3nL=1.46nF=1.38λ0=550nm負(fù)濾光片反射膜系中的電場分布

當(dāng)兩列振幅相同的相干波沿相反方向傳播時(shí)，疊加后便產(chǎn)生駐波。全介質(zhì)高反膜系中沿正、反兩個(gè)方向行進(jìn)的平面電磁波滿足相干條件，當(dāng)反射率接近1時(shí)，滿足駐波形成的條件；精確的計(jì)算可以用矩陣的方法進(jìn)行；

在高能激光反射膜中經(jīng)常關(guān)心電場的分布情況G/(HL)8HAir反射膜系的電場分布情況激光反射鏡電場設(shè)計(jì)兩個(gè)原則濾光片

干涉截止濾光片窄帶、帶通濾光片金屬濾光片

負(fù)濾光片

干涉截止濾光片

有些場合，人們利用反射膜截止某一段光譜，同時(shí)還要求另一段光譜透射。Long-passorShort-passFiltersIRcutofffiltersHotmirrorsColdmirrorsEdgefiltersDichroicFilters一般稱為前、后截止濾光片和分色膜它們有著近似的膜系結(jié)構(gòu)，使用方式有所不同。

要求某一波長范圍的光束高效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(yīng)用（例如：電影放映機(jī)中的冷光鏡），通常把抑制短波區(qū)、透射長波區(qū)的濾光片稱為長波通濾光片。相反抑制長波區(qū)、透射短波區(qū)的截止濾光片就稱為短波通濾光片。1．透射曲線開始上升(或下降)時(shí)的波長以及此曲線上升(或下降)的許可斜率;

2．高透射帶的光譜寬度、平均透射率以及在此透射帶內(nèi)許可的最小透射率;

3．具有低透射率的反射帶(抑制帶)的光譜寬度以及在此范圍內(nèi)所許可的最大透射率。干涉截止濾光片的幾個(gè)重要指標(biāo)

干涉截止濾光片的基本結(jié)構(gòu)與前面講的反射膜是一樣的，都是HL…四分之一波長的形式通帶波紋的壓縮

可以看出標(biāo)準(zhǔn)的四分之一波長的反射膜在反射帶以外，透射率是震蕩的，或者說通帶內(nèi)由較大的波紋幅度，我們下面利用等效折射率的方法來分析，找到波紋壓縮的方法。

HL…LH型的膜系在最外端稍加變化則可以用（L/2HL/2)n或(H/2LH/2)n來替代。這樣我們就可以用周期膜系的等效折射率的方法進(jìn)行分析了。

對于以中間一層為中心，兩邊對稱安置的多層膜，卻具有單層膜特征矩陣的所有特點(diǎn)，在數(shù)學(xué)上存在著一個(gè)等效層，這為等效折射率理論奠定了基礎(chǔ)。下面我們就以最簡單的對稱膜系(pqp)為例說明對稱膜系在數(shù)學(xué)上存在一個(gè)等效折射率的概念。這個(gè)稱膜系的特征矩陣為：

對稱膜系的等效折射率

由于對稱膜系的待征矩陣和單層膜的特征矩陣具有相同的性質(zhì)，可以假定以相似的形式來表示：

對稱膜系的等效折射率因此它可以用一層特殊的等效單層膜來描寫，這層等效膜的折射率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：

對稱膜系的等效折射率對于某些波長范圍M11的絕對值大于1

對稱膜系的等效折射率對于M11的絕對值小于1的情況：

上式表示一個(gè)周期性對稱膜系在它的透射帶中仍然存在有一個(gè)等效折射率，它和基本周期對稱組合等效折射率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．L/2HL/2等效折射率H/2LH/2

對稱膜系的等效折射率通過對L/2HL/2和H/2LH/2兩種基本型等效折射率分析可以得到L/2HL/2適合短波通…

一種壓縮波紋的簡單的方法是選擇合適的基本周期，通過改變基本周期內(nèi)的膜層厚度，使其等效折射率變到更接近預(yù)期值，要使這種方法有成效，則要求光潔基片保持低的反射率即基片應(yīng)有低的折射率，在可見光區(qū)，玻璃是十分滿意的基片材料，但是這種方法不能不加修改就用于紅外區(qū)，例如用于硅板和鍺板，更常用的方法是在多層膜的每一側(cè)加鍍匹配層，使它同基片以及入射介質(zhì)匹配。通帶的展寬與壓縮

λ/4堆這種型式的長波通濾光片，其長波通帶可以一直延伸至膜料和基片的吸收限寬度是足夠的，但短波通濾光片因?yàn)橛懈呒壌蔚慕刂箙^(qū)，所以它的通帶寬度是有限的，在有些情況下例如某些類型的熱反光鏡，就要求寬得多的短波通帶，現(xiàn)在討論短波通濾光片通帶的展寬的問題。

通過改變基本周期的結(jié)構(gòu)形式，調(diào)整每層的折射率、厚度，使的條件不滿足，可以消除某些級次的反射帶。光學(xué)薄膜的類型與符號1.減反膜2.濾光膜3保護(hù)膜4內(nèi)反射5外反射6高反膜7分束膜8分色膜9偏振膜10導(dǎo)電膜小結(jié)：帶通濾光片

金屬濾光片全介質(zhì)濾光片雙半波、三半波全介質(zhì)濾光片金屬誘導(dǎo)透射濾光片

最簡單的薄膜窄帶濾光片是根據(jù)法布里—珀珞多光束干涉儀制成的，干涉膜系按最初的形式法布里-珀珞干涉儀是由兩塊相同的、間距為d的平行反射板組成(如圖)，對于平行光線，除了一系列按相等波數(shù)間隔分開的很窄的透射帶而外，其余所有波長的透射率都很低。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具可以代換成一個(gè)完全的薄膜組合——兩個(gè)金屬反射層夾一個(gè)介質(zhì)層，介質(zhì)層取代間距d的位置，稱為間隔層。法布里—珀珞標(biāo)準(zhǔn)具有效界面法

膜系1、2之間的膜層為選定層，厚度為d，則：考慮多光束干涉，透射系數(shù)：用替代整理得到：其中：濾光片的主要參數(shù)λ0——中心波長，或峰值波長Tmax——中心波長透射率，或峰值透射率2⊿λ——透過率為峰值透過率一半的波長寬度，也稱通帶半寬度，有時(shí)也用2⊿λ/λ0表示相對半寬度其它參數(shù)……由公式：金屬濾光片形式：兩層金屬反射膜間夾一個(gè)介質(zhì)層當(dāng)：透過率有最大值求通帶半寬度：透過率由峰值下降一半，θ由θ0

變?yōu)棣?+⊿θ可以求得：

有時(shí)除半寬度外，還引入其他的帶寬參量，如0.9倍峰值透射率處測得的帶寬，0.1倍峰值透射率的帶寬以及0.0l倍峰值透射率的帶寬等。對于法布里—珀瑯濾光片，如果在通帶內(nèi)來自反射膜的相位變化實(shí)際是常數(shù)的話那么上述帶寬量度分別是：1/3x2⊿λ，3x2⊿λ以及10x2⊿λ，這些量常用來說明任一給定類型的濾光片的通帶形狀以及接近于矩形的程度。峰值透過率當(dāng)反射膜沒有吸收、散射損失而且反射膜完全對稱時(shí)，即T1=T2=1-R1=1-R2，R1=R2時(shí)Tmax=1；當(dāng)兩個(gè)反射膜完全對稱，且有散射、吸收存在時(shí)：

在實(shí)際上存在吸收、散射的情況下，反射膜的透射率愈低，吸收、散射愈大，則峰值透射率愈低,例如T12＝0.012,A=0.005,Tmax＝50%左右。這時(shí)如果A增加至0.01則Tmax降至30%左右。這足以說明法布里—珀珞濾光片對膜層的吸收、散射損失是極其敏感的。兩個(gè)膜不對稱對峰值透射率的影響次峰的消除短波的次峰一般用吸收玻璃來消除。如果使用高級次，則需消除長波次