光学镀膜有哪些方法和原理

① 光学镀膜（脉冲激光沉积和常见光学镀膜）

光学镀膜技术和应用始于19 世纪在20世纪的后50年内，光学镀膜技术得到飞速发展。镀膜的方法有很多种，其中一种就是脉冲激光沉积(PLD) 方法，它是利用激光将轰击出来的物质沉淀在不同的衬底上，得到沉淀或者
PLD作为一种新的先进的成膜技术。与其他工艺相比，生长参数独立可调、可精确控易于实现超薄薄膜的生长和多层膜的制备，生长的薄膜结晶性能很好，膜的PLD技术的成膜效率高，能够进行批量生产，这是它的很大的优势，有望在科研和生产中得到广泛的应用。但是由于等离子体存在中的微粒沉积到薄膜上会降低薄膜的质量，采取相应的措施后可以获得改善，但不能完全消除。PLD方法在厚度均匀等方面也比较困难，从而比较难以进一步提高薄膜的质量。
光学镀膜技术可以应用于制备高阈值激光薄膜领域，高功率激光器是当前强激光领域的研究热点，影响激光系统的功率输出最关键的因素是光学薄膜的激光损伤阈值（LIDT）。影响LIDT的主要因素包括: 高低折射率材料的选择和匹配、镀膜工艺过程和薄膜质量。可以说，性能优异的镀膜材料是得到高LIDT激光薄膜的前提。LIDT激光膜常见镀膜材料是二氧化锆和二氧化铪。
二氧化锆在( ～300nm) 到红外( ～1300nm) 对光不吸收，膜层致密牢固，与SiO2 膜层的匹配性好，但氧化锆最大的缺点是镀膜时不易控制，容易产生喷溅。在制备近紫外( 300nm～和红外( 1064nm) 高LIDT 激光薄膜中得到应用。
二氧化铪光学镀膜材料是一种性能优异的高折射率材料，其透射波段范围包括远紫外（200nm）～到红外( 8000nm) ，在此波段范围内，光吸收、散射都极少，其折射率在波长500nm处为2.0。用电子枪蒸发可以得到致密的氧化铪膜层，该膜层硬度高；与石英玻璃、CaF2 薄膜基底具有较强的附着力，化学物理性能稳定、耐腐蚀性好。HfO2光学镀膜材料是一种性能优异的制备具高LIDT 激光膜的材料。但在自然界，Zr 与Hf 伴生，两者的化学性能非常接近，它们之化学性能非常接近，他们之间的深度分离一直是技术难题。在紫外波段，Zr 的存在严重影响薄膜的性能。从光学性能
二氧化锆的透射波段不能到250nm 以下，在250nm以下紫外波段有明显吸收，而且在此波段，二者折射率相差较大( HfO2 的折射率是1. 95，ZrO2的折射率是2. 04)；另外，两SiO2的匹配作用相反，因此氧化锆的存在破坏膜层的性能。从物理化学性能看，HfO2比ZrO2稳定得多。通常情况下，不含稳定剂的纯ZrO2热力学不稳定，在摩擦、受热、压力等条件下容易发生相变，相变的同时伴随体积的变化。因此低ZrO2含量HfO2膜料是制备具有高LIDT的紫外强激光薄膜的关键。

② 常用的光学镀膜有哪些

光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。[1

③ 真空镀膜和光学镀膜有什么区别

一、概念的区别

1、真空镀膜是指在高真空的条件下加热金属或非金属材料，使其蒸发并凝结于镀件（金属、半导体或绝缘体）表面而形成薄膜的一种方法。例如，真空镀铝、真空镀铬等。

2、光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。

二、原理的区别

1、真空镀膜是真空应用领域的一个重要方面，它是以真空技术为基础，利用物理或化学方法，并吸收电子束、分子束、离子束、等离子束、射频和磁控等一系列新技术，为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。简单地说，在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射，使其在被涂覆的物体（称基板、基片或基体）上凝固并沉积的方法。

2、光的干涉在薄膜光学中广泛应用。光学薄膜技术的普遍方法是借助真空溅射的方式在玻璃基板上涂镀薄膜，一般用来控制基板对入射光束的反射率和透过率，以满足不同的需要。为了消除光学零件表面的反射损失，提高成像质量，涂镀一层或多层透明介质膜，称为增透膜或减反射膜。

随着激光技术的发展，对膜层的反射率和透过率有不同的要求，促进了多层高反射膜和宽带增透膜的发展。为各种应用需要，利用高反射膜制造偏振反光膜、彩色分光膜、冷光膜和干涉滤光片等。光学零件表面镀膜后，光在膜层层上多次反射和透射，形成多光束干涉，控制膜层的折射率和厚度，可以得到不同的强度分布，这是干涉镀膜的基本原理。

三、方法和材料的区别

1、真空镀膜的方法材料：

(1)真空蒸镀：将需镀膜的基体清洗后放到镀膜室，抽空后将膜料加热到高温，使蒸气达到约13.3Pa而使蒸气分子飞到基体表面，凝结而成薄膜。

(2)阴极溅射镀：将需镀膜的基体放在阴极对面，把惰性气体(如氩)通入已抽空的室内，保持压强约1.33～13.3Pa，然后将阴极接上2000V的直流电源，便激发辉光放电，带正电的氩离子撞击阴极，使其射出原子，溅射出的原子通过惰性气氛沉积到基体上形成膜。

(3)化学气相沉积：通过热分解所选定的金属化合物或有机化合物，获得沉积薄膜的过程。

(4)离子镀：实质上离子镀系真空蒸镀和阴极溅射镀的有机结合，兼有两者的工艺特点。表6-9列出了各种镀膜方法的优缺点。

2、光学镀膜方法材料

(1)氟化镁：无色四方晶系粉末，纯度高，用其制备光学镀膜可提高透过率，不出崩点。

(2)二氧化硅：无色透明晶体，熔点高，硬度大，化学稳定性好。纯度高，用其制备高质量Si02镀膜，蒸发状态好，不出现崩点。按使用要求分为紫外、红外及可见光用。

(3)氧化锆：白色重质结晶态，具有高的折射率和耐高温性能，化学性质稳定，纯度高，用其制备高质量氧化锆镀膜，不出崩点。

④ 相机镜头镀膜运用的光学原理

光学镀膜

光学镀膜原理：光的干涉在薄膜光学中广泛应用。光学薄膜技术的普遍方法是借助真空溅射的方式在玻璃基板上涂镀薄膜，一般用来控制基板对入射光束的反射率和透过率，以满足不同的需要。

为了消除光学零件表面的反射损失，提高成像质量，涂镀一层或多层透明介质膜，称为增透膜或减反射膜。随着激光技术的发展，对膜层的反射率和透过率有不同的要求，促进了多层高反射膜和宽带增透膜的发展。为各种应用需要，利用高反射膜制造偏振反光膜、彩色分光膜、冷光膜和干涉滤光片等。

(4)光学镀膜有哪些方法和原理扩展阅读：

光学薄膜在高真空度的镀膜腔中实现。常规镀膜工艺要求升高基底温度(通常约为300℃)；而较先进的技术，如离子辅助沉积(IAD)可在室温下进行。IAD工艺不但生产比常规镀膜工艺具有更好物理特性的薄膜，而且可以应用于塑料制成的基底。抽真空主系统由两个低温泵组成。电子束蒸发、IAD沉积、光控、加热器控制、抽真空控制和自动过程控制的控制模块都在镀膜机的前面板上。

⑤ 光学镀膜知识：增透膜、增反膜、分层膜

1．增透膜
如图所示，光线从折射率为n1的介质射向厚度为d、折射率为n2的膜，分别在两层界面处发生反射，反射到折射率为n1介质中的
a、b两束光传播的光程差为δ＝2d。一般增透膜是在空气和玻璃界面上涂上一层透明的晶体膜，所以n1＝1（空气折射率），n2为膜的折射率，n3为玻璃折射率，则光程差为δ＝2d（因为a光束在第一界面，b光束在第二界面处各有一次半波损失，则总的δ’＝0）。通常讨论近轴光线，即i1很小，近似于0°，所以光程差δ＝2n2d。
根据光的干涉原理得：
(k=0,1,2,3,……)，λ为光在空气中的波长。
增透膜是通过选择镀膜的厚度d和介质折射率（n2），使两束反射光的光程差为（2k+1），出现干涉相消，从而减弱反射光的强度，增加透射光的强度。
当k=0时，d=
又因为n2=（v为光波在膜介质中的传播速度），所以光在膜介质中的波长为＝，即得d=。因此中学课本中强调“当薄膜厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时，在薄膜的两个面上反射的光……互相抵消，这就大大减少了光的反射损失，增强了投射光的强度。”而这一点却为2001年全国理科综合高考试题16题所忽视，原题中以“λ表示红外线的波长”不如改为“λ表示红外线在该薄膜中的波长”更妥帖。
除了选择薄膜厚度，还应选择折射率。可以证明，膜介质的折射率n2必须是空气折射率n1和玻璃折射率n3的比例中项，即[1]。
例如：透镜玻璃折射率n3=1.50，空气折射率n1=1，则其表面增透膜折射率为n2==，不过目前仍没有找到这样折射率的透明材料，在可用的光学薄膜材料中，氟化镁（mgf2）的折射率最小，为1.38。因此，在工艺中选择这种的材料。如果光波波长为λ＝550nm，则其厚度为：
d=，
则d≈10-7m。
利用氟化镁镀膜可以使光的反射率由4％降至1.8％，当然为了提高透射率，还可以采用多膜增透系统。
2．增反膜
在实际技术应用中，有时镀膜的目的是增加对某一光谱区内的反射光的强度，提高反射率，这样的膜叫做增反膜（和反射膜）。例如氦－氖激光器谐振腔全反射镜就镀有15～19层硫化锌－氟化镁膜系，可使6328埃波长的反射率高达99.6％。
为了提高反射率，需要从薄膜的两个面反射的光波出现干涉相长，即光程差δ＝(2k)，2n2d=(2k)，所以膜厚度为d=k(k=0,1,2,3,……)。
增透膜和增反膜的功能都是改变折射光线和反射光线的能量分配比例，因此控制薄膜的厚度，可以使它对某些光为增透膜，对另一些光为增反膜，例如太阳镜要求对λ1＝550nm的光反射多而对λ2＝500nm的光透射得多，则在玻璃（n3＝1.5）表面所镀氟化镁厚度应满足以下条件：
d=―――――――①
d=――――②
解得：k=5
再由①或②得：d=996nm
即在玻璃表面镀厚度为996nm的氟化镁膜，使之对550nm光为增反膜，对500nm的光为增透膜。

⑥ 光学镀膜的化学工艺指的是什么

镀膜是半导体及光学工业中最为重要的工艺之一.这里会总体归纳各类镀膜/薄膜工艺,从原理上了解这些工艺的异同.
简介
镀膜指在基材上形成从数纳米到数微米的材料层,材料可以是金属材料、半导体材料、以及氧化物氟化物等化合物材料.镀膜的工艺可以最简略的分为化学工艺及物理工艺:
化学方法
通常是液态或者气态的前体材料经过在固体表面的化学反应,沉积一层固体材料层.以下常见的镀膜工艺都是属于化学工艺:
电镀(Electroplating):利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺图片化学溶液沉积 Chemical solution deposition (CSD):是利用一种合适的还原剂使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程.与电化学沉积不同,化学沉积不需要整流电源和阳极.Sol-Gel技术就是一种化学溶液沉积方法.
旋转涂覆法 Spin-coating:即在高速旋转的基片上,滴注各类胶液,利用离心力使滴在基片上的胶液均匀地涂覆在基片上,厚度视不同胶液和基片间的粘滞系数而不同,也和旋转速度及时间有关.通常也需要涂胶后的热处理来使胶状涂膜晶体化.对于高分子聚合物Polymer的薄膜涂覆比较有效,广泛应用于半导体的光感掩膜涂覆.
化学气相沉积 Chemical vapor deposition(CVD):把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室,借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术.
等离子增强化学气相沉积 Plasma enhanced Chemical vapor deposition (PECVD):是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉积出所期望的薄膜.因为利用了等离子的活性来促进化学反应,PECVD可以在较低的温度下实现.

⑦ 光学镀膜“真空溅射”和“离子镀”工作方法

真空溅射: 用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基片上。溅射现象于1870年开始用于镀膜技术，1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。通常将欲沉积的材料制成板材──靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入 10～1帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔物质。溅射化合物膜可用反应溅射法，即将反应气体 (O、N、HS、CH等)加入Ar气中,反应气体及其离子与靶原子或溅射原子发生反应生成化合物（如氧化物、氮化物等）而沉积在基片上。沉积绝缘膜可采用高频溅射法。基片装在接地的电极上，绝缘靶装在对面的电极上。高频电源一端接地，一端通过匹配网络和隔直流电容接到装有绝缘靶的电极上。接通高频电源后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子在电压的正半周和负半周分别打到绝缘靶上。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，在达到动态平衡时，靶处于负的偏置电位，从而使正离子对靶的溅射持续进行。采用磁控溅射可使沉积速率比非磁控溅射提高近一个数量级。 离子镀: 蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面，称为离子镀。这种技术是D.麦托克斯于1963年提出的。离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。一种离子镀系统如图4[离子镀系统示意图],将基片台作为阴极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。正离子被基片台负电压加速打到基片表面。未电离的中性原子（约占蒸发料的95％）也沉积在基片或真空室壁表面。电场对离化的蒸气分子的加速作用（离子能量约几百～几千电子伏）和氩离子对基片的溅射清洗作用，使膜层附着强度大大提高。离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率）与溅射（良好的膜层附着力）工艺的特点，并有很好的绕射性，可为形状复杂的工件镀膜。

⑧ 镀膜原理

镀膜主要是为了减少反射。为了提高镜头的透光率和影像的质量，在现代镜头制造工艺上都要对镜头进行镀膜。镜头的镀膜是根据光学的干涉原理，在镜头表面镀上一层厚度为四分之一波长的物质(通常为氟化物)，使镜头对这一波长的色光的反射降至最低。显然，一层膜只对一种色光起作用，而多层镀膜则可对多种色光起作用。多层镀膜通常采用不同的材料重复地在透镜表面镀上不同厚度的膜层。多层镀膜可大大提高镜头的透光率，例如，未经镀膜的透镜每个表面的反射率为5%，单层镀膜后降至2%，而多层镀膜可降至0．2%，这样，可大大减少镜头各透镜间的漫反射，从而提高影像的反差和明锐度。

⑨ 光学镀膜是干嘛的，有什么作用

那层涂层是防止反光的镀膜。别用有机溶液清洗就可以，比如酒精。一般正常用不会有损伤；

使用柔软的无绒布。粗糙的布、毛巾、纸巾以及类似的东西会导致产品损坏，也不要用屏幕清洁器直接去喷在屏幕上；

如果特别担心就去贴个膜，最主要的取决于你的使用习惯，不要用手去摸屏幕就不会留下难去除的手指印，然后不要在电脑附近吃东西等等。

(9)光学镀膜有哪些方法和原理扩展阅读：

光学镀膜基本原理：

光的干涉在薄膜光学中广泛应用。光学薄膜技术的普遍方法是借助真空溅射的方式在玻璃基板上涂镀薄膜，一般用来控制基板对入射光束的反射率和透过率，以满足不同的需要。为了消除光学零件表面的反射损失，提高成像质量，涂镀一层或多层透明介质膜，称为增透膜或减反射膜。

随着激光技术的发展，对膜层的反射率和透过率有不同的要求，促进了多层高反射膜和宽带增透膜的发展。为各种应用需要，利用高反射膜制造偏振反光膜、彩色分光膜、冷光膜和干涉滤光片等。

光学零件表面镀膜后，光在膜层层上多次反射和透射，形成多光束干涉，控制膜层的折射率和厚度，可以得到不同的强度分布，这是干涉镀膜的基本原理。