1、SpeakerSpeaker：HarryHarryThin Film Optics and Coating TechnologyThin Film Optics and Coating Technology光是一種光是一種電磁波電磁波可見光波長范圍可見光波長范圍760400nm760400nm紅外光波長范圍紅外光波長范圍0.761000um0.761000um紫外光波長范圍紫外光波長范圍10400nm10400nm一、什么是光？一、什么是光？光學薄膜原理光學薄膜原理光波遇到有界面時會受到影響引起光波遇到有界面時會受到影響引起反射反射和和透射透射現象現象右圖為折射率為右圖為折射率為n的光學薄膜的

2、光學薄膜1、2、3為反射光為反射光(R)1、2、3、為透射光、為透射光(T)二、光的現象二、光的現象光學薄膜原理光學薄膜原理當光在膜層中的干涉現象可被偵測到時，我們認為這層膜是薄的當光在膜層中的干涉現象可被偵測到時，我們認為這層膜是薄的光學薄膜就是在光學元件上或獨立基板上鍍上特定的膜光學薄膜就是在光學元件上或獨立基板上鍍上特定的膜質來質來改變光波傳遞的特性改變光波傳遞的特性。Q：薄膜有什么特點？：薄膜有什么特點？光學薄膜由光的干涉作用達到效果光學薄膜由光的干涉作用達到效果Q：那么要薄到什么程度呢？：那么要薄到什么程度呢？三、什么是光學薄膜？三、什么是光學薄膜？光學薄膜原理光學薄膜原理生活中的光

3、學薄膜光學薄膜原理光學薄膜原理光學薄膜在光學系統中的作用光學薄膜在光學系統中的作用光學薄膜應用光學薄膜應用高反射鏡高反射鏡光學薄膜應用光學薄膜應用只取反射光，盡量減少透射光減反射鏡減反射鏡減少光學元器件表面的反射光，提高透射光光學薄膜應用光學薄膜應用雙色分光鏡原理圖偏振分光鏡原理圖SP中性分光鏡分光鏡分光鏡光學薄膜應用光學薄膜應用在某波段不透光而相鄰的另一波段有很高的透射率的一種光學器件截止濾光片截止濾光片長波通濾光片短波通濾光片實際應用：冷光鏡、彩色分光膜等光學薄膜應用光學薄膜應用 帶通濾光片帶通濾光片指某波段域內透射率很高而其兩旁透射率甚低的濾光片典型結構：典型結構：Fabry-Perot

4、型濾光片型濾光片Transmittance%實際應用：光纖通訊行業，數碼，投影儀等光學薄膜應用光學薄膜應用光學薄膜的類型與符號光學薄膜的類型與符號光學薄膜應用光學薄膜應用光學薄膜在投影機上的各種應用光學薄膜在投影機上的各種應用光學薄膜應用光學薄膜應用減反膜，偏振分光膜高射反膜減反膜，分色膜，截止帶通濾光膜光學薄膜制作光學薄膜制作物理氣相沉積（物理氣相沉積（PVD）光學薄膜制作光學薄膜制作熱電阻加熱熱電阻加熱特點特點： 結構簡單、成本低廉、操作方便； 電阻片加熱溫度有限，高熔點的 氧化物大多無法蒸鍍 蒸發速率低；合金或化合物加熱會導致分解。 膜質不硬，密度不高光學薄膜制作光學薄膜制作蒸發源材料蒸

5、發源材料：鎢（W,TM=3380） 鉬（Mo,TM=2980）鉭（Ta,TM=2630）等電子槍蒸鍍法電子槍蒸鍍法特點特點： 比起熱電阻污染少，膜品質較高； 蒸發范圍廣，可蒸鍍熔點較高之 氧化膜熱效率高、熱傳導和熱輻射損失小 可以鍍多層膜鍍膜過程中使用不同材料需要不時調換光學薄膜制作光學薄膜制作磁控濺鍍磁控濺鍍特點特點： 利用磁場作用，提高濺鍍速率提高薄膜的品質磁場會把電子偏離基板，故可以在一些較不耐溫的基板上鍍膜 可以做成連續的濺鍍系統，連續工作光學薄膜制作光學薄膜制作離子束濺鍍離子束濺鍍光學薄膜制作光學薄膜制作特點特點： 制作的薄膜密度高，散射小膜折射率穩定均勻，膜厚精準可以配合其他制鍍方

6、法，提高制鍍速率 增加了控制的自由度離子束助鍍離子束助鍍特點特點： 配以蒸鍍或濺鍍系統，提高鍍膜速率成膜純度高，膜變得更縝密 光譜特性穩定提高了膜層折射率的均勻性光學薄膜制作光學薄膜制作鍍膜厚度監控的方法鍍膜厚度監控的方法光學薄膜制作光學薄膜制作石英晶體監控法石英晶體監控法特點特點： 石英晶體振蕩的頻率與晶體上薄石英晶體振蕩的頻率與晶體上薄膜的質量成反比膜的質量成反比是一種薄膜質量測量方法，它也是一種薄膜質量測量方法，它也被稱為質量微天平被稱為質量微天平厚度顯示不穩定，做精密光學薄厚度顯示不穩定，做精密光學薄膜數據只作參考，只作為鍍膜速率膜數據只作參考，只作為鍍膜速率的控制的控制光學薄膜制作光

7、學薄膜制作光學膜厚監控系統光學膜厚監控系統光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜制作光學參數測量光學參數測量由分光光度計量出薄膜的透射率及反射率進而推算出n、k、d光度法：量測光穿透或反射自薄膜后的變化求得光度法：量測光穿透或反射自薄膜后的變化求得nkdnkd橢圓偏振法：以偏振光經薄膜反射后量測其光振幅及相位變化求得橢圓偏振法：以偏振光經薄膜反射后量測其光振幅及相位變化求得利用商品化的分光光度計和光譜分析儀量出穿透率和反射率等利用商品化的分光光度計和光譜分析儀量出穿透率和反射率等光學薄膜制作光學薄膜制作光學特性測量光學特性測量雙光路分光光度計光學薄膜制作光學薄膜制

8、作非光學特性測量非光學特性測量基板工藝基板工藝基片的種類：玻璃(冕牌玻璃，火石玻璃)晶體塑料陶瓷金屬基片的清洗：洗滌劑、化學藥品、超聲波清洗、離子轟擊、手工擦拭、紫外線和臭氧等光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜材料光學薄膜材料常用光學薄膜的材料從化學組成上可分為：氧化物、氟化物和常用光學薄膜的材料從化學組成上可分為：氧化物、氟化物和金屬合金金屬合金氧化物材料：具有熔點高，比重大，高折射率和高機械度，氧化物材料：具有熔點高，比重大，高折射率和高機械度，膜質硬的特點，如膜質硬的特點，如二氧化鈦二氧化鈦，氧化硅等，氧化硅等氟化物材料：具有熔點低，小比重，低折射率和較差機械度，氟化物材料：具有熔點低，小

9、比重，低折射率和較差機械度，膜軟，怕水的特點。如氟化鎂，膜軟，怕水的特點。如氟化鎂，冰晶石冰晶石等等金屬合金：一般金屬具有較強的反光性和吸光性，因此金屬金屬合金：一般金屬具有較強的反光性和吸光性，因此金屬（或合金）材料一般作為反光薄膜材料或光調節材料。（或合金）材料一般作為反光薄膜材料或光調節材料。光學薄膜制作光學薄膜制作金屬膜金屬膜應用應用介質膜介質膜應用應用K- 利用其反射率高,截至帶寬,偏振小,制備簡單,在反射鏡,誘導透射濾光片和消偏振薄膜等場合廣泛應用K=0 利用其吸收小,選擇性反射,設計參數多,膜層強度高等特點,在低損耗,高反射膜,高透射帶通濾光片,截止濾光片以及各種復雜膜系方面廣泛

10、應用R隨著增加而增大T隨著增加而增大高的損耗低的損耗較厚膜無干涉效應具有干涉效應下表列出了金屬膜與介質膜的理想性質下表列出了金屬膜與介質膜的理想性質. .實際的材料或多或少地會偏離這些理想材料,如介質有一定的消光系數k,而金屬也有一定的實數折射率n.金屬膜與介質膜的比較金屬膜與介質膜的比較光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜應用實例：光學薄膜應用實例：眼鏡鏡片：鏡片材料主要是氧化物如二氧化硅，氧化鎂，氧化鋅，氧化鋁，氧化鈉，氧化鉀等等。UV光學白片添加少量的氧化鈦或氧化鈰等吸收紫外線，最普遍防紫外線優質白色鏡片光學玻璃成分中添加鹵化銀等化合物使鏡片在紫外線照射下分解成銀河鹵素原子，顏色由淺變深。有

11、色玻璃鏡片主要是鍍了不同的氧化物產生顏色起到一定的作用，如添加氧化錳，氧化鐵，氧化鎳等著茶色作太陽鏡防眩光。光學薄膜制作光學薄膜制作光學薄膜應用實例：光學薄膜應用實例：太陽能電池裸硅表面的反射率在30%以上 將電池表面腐蝕成絨面或者多孔狀(增加光與半導體表面作用的次數,同時會使電池溫度升高)鍍上減反射膜(SiO2/SnO2/TiO2/SiNx/SiCx等)光學薄膜制作光學薄膜制作ITO鍍膜氧化銦錫（即Indium Tin Oxide, 簡稱ITO）材料是一種n型半導體材料，在In2O3摻入SnO2.具有高的導電率、高的可見光透過率、高的機械硬度和化學穩定性液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）、電致發光顯示器（ EL/OLED）、觸摸屏（Touch Pane