隨著（zhe）科（kē）技技術的發展和經濟全球化，當（dāng）今（jīn）人類已進（jìn）入知識經濟社（shè）會和信息社會。並且伴隨“中國製造”的發（fā）展，光學製（zhì）造在（zài）中國大陸的（de）土地上方興未艾，發展迅猛異常。中（zhōng）國光學製造已經開始在國際經濟舞台上有了重要的地（dì）位，中國的光學玻璃產量和光學零件產量已（yǐ）近名列第一。光學薄膜（mó）是改（gǎi）變光學零件表麵特征而鍍在光學零件表（biǎo）麵上的一層或多（duō）層膜。可以是金屬膜、介質膜或這兩類膜的組合。光學薄膜是各種先進光電技術（shù）中不可缺少的（de）一部分（fèn），它不僅能改善係統性能，而且是滿足設計目標的必要手段，光學薄膜的應用領域設及光學係統的各個方麵，包括激光係統，光（guāng）通信，光顯示，光儲存等，主要的光學薄（báo）膜（mó）器件包（bāo）括反射膜、減反射膜、偏振膜、幹涉濾光片和分光鏡等等。它們在國民經濟和國防建設中得到了廣泛的應用，獲得了科學技術工作者的日（rì）益重視。

目前，光學（xué）鍍膜（mó）材料常用（yòng）品種已達60餘種，而且其品種、應用功（gōng）能還在不斷被開發。近年來以發展到了金屬膜（mó）係，當金、銀、銅和鋁的厚度為7～20um時，其對可見光的透射率為50%，而紅外光透（tòu）射率小於10%，這種薄膜已成（chéng）功（gōng）地應用於阿波羅宇（yǔ）宙飛船（chuán）的麵板，用於透過部（bù）分可見光，而反射幾乎全部的紅外（wài）光以（yǐ）進行（háng）熱控製。以下本文主要（yào）介紹光學薄膜的特性原理及分類。

光學薄膜的定義

由薄的分層介質構成的，通過界麵傳播光束一類光學介質材料（liào），光學薄膜的應用始於20 世紀30年代，光學薄膜（mó）已經廣泛用於光學和光電子技術領域，製造各種光學儀器。製備條要（yào）求件高而精。

光學薄膜的定義是：涉及光在傳播路徑過程中，附著在光學器件表麵的厚度（dù）薄而均勻的介質膜層，通過分層介（jiè）質膜層時（shí）的反射（shè）、透（折）射和偏振等特性，以達到我們想要的在（zài）某一（yī）或是多個波段範圍內（nèi）的光的（de）全部（bù）透過或光的（de）全部反射或偏振分離等各特殊形態的光（guāng）。

一般金屬都具有較大的消光係數。當光（guāng）束由空氣入射到金屬（shǔ）表麵時，進入金屬內（nèi）的光振（zhèn）幅迅速衰減，使得進（jìn）入金屬內部的光（guāng）能（néng）相應減少，而反射光能增（zēng）加。消光係數越大（dà），光振幅衰（shuāi）減越迅（xùn）速，進入金屬內部的光（guāng）能越（yuè）少，反射率越高。人們（men）總是選（xuǎn）擇消光（guāng）係數較大，光學性質較穩定的金（jīn）屬作為金屬（shǔ）膜材料。在紫外區（qū）常用（yòng）的金屬薄材料是鋁，在可見光（guāng）區常用鋁和銀，在（zài）紅外區常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑也常作一些（xiē）特種薄膜的膜料。由於（yú）鋁、銀、銅等材料在空（kōng）氣中很容易氧化而降低（dī）性能，所以必須用電介質膜加以（yǐ）保護。常用的保護膜材料有一氧化矽、氟化鎂、二氧化矽、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的優點（diǎn）是製備工藝簡單，工（gōng）作的波（bō）長範圍寬；缺點是光損大（dà），反射率不可能很高。為了使金（jīn）屬反射膜的反射率（lǜ）進一步提高，可以在膜的外側加鍍幾層一定厚度的電介質層，組成金屬（shǔ）電介質反射膜（mó）。需要指出的是，金（jīn）屬電介質射膜增加了某一（yī）波長（或者某一波區）的反射率，卻破壞了金屬（shǔ）膜中性反射（shè）的特點。

光學薄膜（mó）在我們的生活中無處不在，從精（jīng）密及光學設備、顯示器設備到日常生活中的光學薄膜應用；比方說，平（píng）時戴的眼鏡、數碼相機、各式家電用品（pǐn），或者是鈔票上的（de）防偽技術，皆能被稱之為光學薄膜技術應用之延伸。倘若沒有光學薄膜技（jì）術作為發展基礎，近代光電、通訊或（huò）是鐳射技術（shù）將無法有所進展，這也顯示出光學薄膜技術研究發（fā）展的 重要性。

光學薄（báo）膜係指在（zài）光學元（yuán）件或獨立基板上，製鍍（dù）上或塗布一層或多（duō）層介電質膜或金屬膜或這兩類膜（mó）的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射、反射、吸（xī）收、散射（shè）、偏振及（jí）相位改變。故經由（yóu）適（shì）當設計可以調變不同波（bō）段元件（jiàn）表麵之穿（chuān）透（tòu）率及反射率，亦可以使不同偏振平麵的光具（jù）有不同的特性。

一般來說，光學（xué）薄膜的生產方式主要分為幹（gàn）法和濕法的生產工（gōng）藝。所謂的幹式就（jiù）是沒有液體出現在整個加工過程中，例（lì）如真空蒸鍍是在一真空環境中，以電能加熱固體原物料，經升華成氣體後附著在一個固體基材的表麵上，完成塗布加工。日（rì）常生活中所看到裝飾用的金色、銀色或（huò）具金屬質感的包裝膜，就是以幹式塗布方式製造的產品。但是在實際量產的考慮下，幹式塗布運用的範圍小於濕式塗布。濕式塗布（bù）一般的做法是把具有各種功能（néng）的成分混合成液態塗料，以不（bú）同的加工方式塗布在基材上，然後使液態塗料幹燥固化做成產品（pǐn）。

光學薄膜特點分類

主要的光學薄膜器件包（bāo）括反射膜、減反射膜、偏振膜、幹涉濾光片和分光（guāng）鏡等（děng）等，它們在國民經濟和國防建設中得（dé）到廣泛的應用，獲得了科學技術工作者的日益重視。例如采用減反射膜後可使複雜的光學鏡頭的光通（tōng）量損失成十倍的減小；采用高反射膜（mó）比的反射（shè）鏡可使激（jī）光器的輸出功率成倍提高（gāo）；利用光學薄膜（mó）可提高矽電池的效率（lǜ）和穩定性。

最簡單的光學薄膜模型是表（biǎo）麵光滑、各向同性的均（jun1）勻介質膜層。在這種情況（kuàng）下，可以用光的幹涉理論來（lái）研究光學（xué）薄膜的光學性質。當一束單色光平麵（miàn）波入射（shè）到光學（xué）薄膜上時，在它的兩個表麵上發生多次反射和折射，反射光和折射（shè）光的方向有反射定（dìng）律和折射定律給出，反射光合折射光的振幅大小則有菲涅爾公式確定。

光學薄膜（mó）根據其用途分類（lèi）、特性與應用可分為（wéi）：反射膜、增透膜（mó）/減反射膜、濾光片、偏光（guāng）片/偏光膜、補償膜/相位差板、配向膜、擴散膜/片、增（zēng）亮膜/棱（léng）鏡片/聚光片、遮光膜/黑白膠等。相關衍生的種類有光學級保護（hù）膜、窗膜（mó）等。

光學薄膜的特點是：表麵光滑，膜層之間的（de）界麵呈幾（jǐ）何（hé）分割；膜層的折射率在（zài）界麵上可（kě）以發生躍變，但在膜層內是連續的；可以是透明介質（zhì），也可以是吸收（shōu）介質；可以是法向均勻（yún）的，也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜（mó）要比理想（xiǎng）薄膜複（fù）雜得多。這是因為：製備時，薄膜的（de）光學性質和物（wù）理性質偏離大塊材（cái）料，起表麵和界麵是粗糙的，從（cóng）而導致光束的（de）漫反射；膜（mó）層之間的相互滲透形成擴散（sàn）界麵（miàn）；由於膜（mó）層的生長、結構、應（yīng）力等（děng）原因，形成了薄膜的各種向異性（xìng）；膜層具有複雜的時間效應。

反射膜一般可分（fèn）為兩（liǎng）類，一類是金屬反射膜，一類是全電介質反射膜。此外，還有將兩者結合的金屬電介質反射膜，功能是增加光學表麵的反射率。