光学镀膜习题

1、1、在膜系中，光学厚度为四分之一长中心波长的膜层，对中心波长的反射率没有影响。这个膜层称为虚设层。 2、测量薄膜器件的反射率、透过率等光谱特性曲线的常用仪器为分光光度计。3、任何一个复杂的薄膜系统，其反射率的计算问题都可以通过其等效界面对应的等效光学导纳进行计算。 4、偏振中性分束棱镜的设计原理，利用的是光束倾斜入射时的偏振效应。5、在截止滤光片中，通常把抑制短波区，透射长波区的滤光片称为长波通滤光片。6、在截止滤光片中，通常把抑制长波区，透射短波区的滤光片称为短波通滤光片。7、光学真空镀膜机大多数是热蒸发真空镀膜设备，主要由三大鄱分组成：真空系统、热蒸发系统、膜厚控制系统。8、光学真空镀膜机

2、的膜厚控制系统通常包括光学膜厚控制仪、石英晶体振荡膜厚控制仪。9、光学膜厚控制系统对膜厚的监控是根据光学信号的极值点来判断膜层厚度。10、石英晶体振荡膜厚控制系统监控膜厚主要是利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效应。11、光学薄膜制备过程中常用的热蒸发方式为电阻蒸发、电子枪蒸发。12、光学真空镀膜机中用于测量真空度的仪器是真空计，包括电偶真空计和电离真空计两种。13、影响薄膜器件光学性能的膜层光学参数是膜层的折射率和厚度，通称为光学常数。14、提高薄膜沉积速率的方法主要有两种：提高蒸发源的温度；增大蒸发源的面积。15、修正挡板是为了保证不同位置膜层厚度的均匀性。16、薄膜的应力包括压应力和张应

3、力。17、在25条件下，平均自由程l与压强P之间的关系为：pl=O667(cmPa)18、在热蒸发制备光学薄膜的过程中，薄膜的附着力、致密度往往比较差，为了改善薄膜的品质，常采用的方式是离子辅助沉积。19、膜层与基底组合的特征矩阵，其中称为膜层的特征矩阵。20、介质的光学导纳，其中，称为自由空间光学导纳。21、Y=HE，介质中沿K0方向传播的电磁波的磁场强度与电场强度之比等于所在介质的光学导纳。22、对于无吸收膜系有T+R=1，对于有吸收膜系A+R+T=1。23、光学零件的表面反射会在光学系统中导致两个严重的后果：光能量的损失。使像的亮度降低。杂散光的干扰会导致分辨率的降低24、 单层增透膜存

4、住问题有哪些?1、 v形减反射效果只能实现单一波长零反射，色中性差：2、对于常用的玻璃基低，满足的膜料不一定存在，很难实现零反射。25、反射膜反射带的带宽、反射率跟那些因素有关?这些因素有怎样的影响效果？ 与构成对多层膜的两种膜料的折射率有关，两种折射率差值越大，高反射带越宽。26、反射带的油靠宽度、波长宽度有哪些特点? 1、所有高反射带的波数带宽度均相等。2、各高反射带的波长带宽并不相等，波数越大对应的高反射带波长宽度越窄。27、金、银、铝金属反射膜的特征、波段涵盖区域、附着能力情况？ 1、高反射波段非常宽阔，已经可以覆盖几乎全部光频范围。当然，就每一种具体的金属而言，它都有自己最佳的反射波

5、段。 2、各种金属膜层与基低的附着能力有较大的差距，例如：，Al，Cr，Ni与玻璃的附着牢固：而Au，Ag与玻璃附着能力较差。 3、金属膜层的化学稳定性较差，易被环境气体腐蚀。 4、膜层软，易划伤。28、金属-介质反射膜的特点 优点是：结构简单，制造容易：缺点是：无法实现接近100%的反射率。在大功率激光系统中，金属膜层的吸收将导致膜层被烧伤而无法使用。29、滤光片的定义、分类 1）干涉截止滤光片： 利用多光束干涉原理，让某一波长范围的光束高透，而让偏离这一波长区域的光束变为高反的光学膜片。 2）种类： （一）根据原理:吸收型,薄膜干涉型, 吸收与干涉组合型 （二）根据光谱曲线：长波通滤光片,

6、短波通滤光片,带通滤光片30、反热镜p46 是一种特殊的短波通滤光片，它能抑制红外光，透射可见光，截止波长为0.7um。透射光不影响彩色平衡。反热镜常用吸热玻璃加渡膜系制造。31、PVD是物理气相沉积，CVD是化学气相沉积,CLD化学液气相沉积32、光学真空镀膜机构造 主要由真空系统、热蒸发系统、膜层厚度控制系统组成33、热蒸发系统 光学真空镀膜机中设置有电阻热蒸发电极两对，电子束蒸发源一个或两个。电阻热蒸发电极用于蒸发低熔点材料，电子束蒸发高熔点材料。34、膜厚控制系统 光学镀膜机的膜层厚度控制系统有两大类：1、是石英晶体膜厚仪，是基于石英晶体振荡频率随膜层厚度增加而衰减的原理进行侧厚的，它

7、测量的是膜层的几何厚度。2是光学膜厚仪，它以被渡零件的光透射或反射信号随膜层厚度的变化值作为测量厚度的依据，测量的是膜层的光学厚度。这两种方法的用于光学膜层厚度控制，都有很高的测量精度。需要注意的是：光学膜厚仪控制的是光学厚度，光电膜厚仪的灵敏度比较低；石英晶体膜厚仪测量的是几何厚度，但测量灵敏度为0.1mm。36、PVD对真空度的基本确定原则 “是气体分子平均自由程大于蒸发源到被渡件之间的距离”37、真空的检测真空计 用于获得真空的设备叫真空泵，检测真空度的仪器叫真空计。38、通过镀膜使反射率R=O的条件是，。39、光电极值法主要用于控制规整膜系，石英晶体振荡法主要用于控制非规整膜系。40、

8、机械泵在抽真空过程的作用 直接用于抽大气并向大气中排气，获得低真空。 41、不同真空规的工作范围 （1）粗真空：103Pa； （2）低真空：103 10-1 Pa； （3）高真空：10-1 10-6 Pa； （4）超高真空：10-6Pa42、电子束加热，电子枪命名、结构、原理 43、离子镀的优点 离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰击获得致密膜层的双优的效果。 1、膜层吸附力强2、绕镀性好3、膜层致密4、成膜速率高5、可在任何材料的工作上镀膜。44、离子辅镀技术p99 在热蒸发镀膜技术中，增设离子发生器，即离子源，产生离子束，在热蒸发进行的同时，用粒子束轰击正在生长的膜层，形成致密均匀

9、结构（聚集密度接近于1），使膜层的稳定性提高，达到改善膜层的光学和机械性能的目的45、薄膜器件性能质量的决定因素 一是膜系结构的设计性能，二是薄膜器件的制造性能。45、光学常数p110 与制造有关系的影响薄膜器件光学性能的膜层光学参数是膜层的折射率n和厚度d，统称为光学常数。46、膜层折射率误差来源 1、膜层的填空密度，也叫聚集密度2、膜层的微观组织物理结构3、膜层的化学成分47、聚集密度 是膜层实材体积与膜层的几何轮廓体积之比。48、提高沉积速率的方法及优劣、原因 沉积速率对膜层的折射率好、牢固度、机械强度、附着力、应力有明显的影响。如果沉积速率较低，大多数整气分子从基低返回，晶核生成缓慢，

10、凝结只能在打的聚集体上进行，从而使膜层结构疏松；沉积速率提高，会变成颗粒细而致密的膜层，光散射减少，牢固度增加。 方法：1、提高蒸发源温度法2、增大蒸发源面积法49、 控制膜层折射率的主要工艺途径1、控制真空度2、控制沉积速率3、控制基片温度4、控制膜料蒸汽分子的入射角，尽以小角度蒸发生成膜，以获得致密膜层。50、目视法及特点 目视法是膜厚控制的最简单的方法，它是利用人眼对薄膜厚度变化时引起光束透过强度的变化，或薄膜的干涉色的变化，来判断膜层的厚度的。特点是：此方法结构简单，操作方便，但判读精度低，受人为及外界环境等因素影响较大。51、极值法控制技巧 1、过正控制2、高级次监控3、预渡监控片

11、52、光控与晶控法比较p124 一、利用石英晶体的质量变化和谐振频率之间的关系，间接测量所渡膜厚。其特点是灵敏度高且易于控制，但最大的缺点是在镀膜过程中无法知道制备过程的光谱特性，从而无法及时修正所渡曲线的误差。二、是光学监控方法，按判别方法又可分为极值法、定值法和宽光谱监控。53、膜层厚度均匀性的影响因素p127 1、蒸发源发射特性2、蒸发源与被渡的相对位置对于膜层厚度的分布影响非常大。3、被渡件的面形对于膜层厚度的分布的影响也很大。54、膜厚修正档板的作用 改善膜层厚度均匀性55、薄膜应力p144 按照其作用可分为张应力和压应力。56、为了降低光学零件表面的反射率，可以在表面镀制折射率(高

12、于、低丁)光学零件折射率的薄膜。57、光学真空镀膜机中获得高真空，一般要用到的泵有油扩散泵和机械泵。58、可以有效防止膜料发生热分解的热蒸发方式为电子束蒸发。59、光学薄膜器件的机械性能主要包括膜层的硬度和牢吲度。60、机械泵是唯一可以实现对大气压强的氛围下直接开始抽气真空。而油扩散泵、以及罗茨泵均不可以。61、金膜、银膜、铝膜的反射带宽在紫外、可见、红外波段范围中，覆盖的波段从多剑少的顺序为铝、银、金。62、膜系的透过率与光的传播方向无关。63、任意一个多层膜系都可以等效为一个单层膜。64、只有对称结构的多层介质膜系才可以等效成一个单层膜。65、相比于Al膜，Au膜与镜片表面的附着力小于Al

13、膜。66、所谓的IR-CUT，即红外截止滤光片，在截止滤光片中属于短波通滤光片。67、石英晶振片的特性与石英晶体的切割方式有关。68、高压强对应低真空度69、电离真空计主要用于测量高真空。70、电偶真空计主要用于测量低真空。71、石英晶体膜厚控制仪测量的是薄膜的几何厚度。72、光学膜厚控制仪测量的是薄膜的光学厚度。73、高反射膜系中常采用高、低折射率组合的方式进行膜系设计，为了提高反射带的反射率可以增加两种材料折射率的差值。74、膜料的折射率与真空度、沉积速率、烘烤温度、蒸发角度都有关系。75、对于增透膜的设计，低折射率材料用L表示，中折射率材料用M表示，高折射率材料用H表示，则相应的单层增透

14、膜、双层增透膜(包括V型和W型两种)、三层增透膜的膜系表达式是什么?76、对于周期性高反射介质膜系，理论上获得100反射率的方式是什么?在实际的薄膜制备中，获得100反射率最大的障碍是什么? 理论上是：只要增加膜系的层数就反射率就可以获得100%。在实际中获得100%反射率的最大的障碍是：由于膜层中的吸收、散射损失，在膜系达到一定层数后，继续加渡两层并不可以提高其反射率。有时甚至会出现由于吸收、散射损失的增加而使反射率下降的情况。因此膜系中的吸收和散射损耗限制了介质膜系的最多层数和最高反射率。77、采用金属一介质膜系做高反膜的目的是什么? 78、“e”型电子枪的命名依据是什么?灯丝、电场、磁场

15、在电子束蒸发系统中的作用分别是什么? “e”型电子枪的命名依据是电子束偏转角度为270、运行轨迹为“e”、灯丝通电流产生电子流，电场提供加速度，磁场使粒子产生偏转。79、三块1cm的K9玻璃叠放在一起和一块3cm厚的K9玻璃，其光能量损失是否一样?80、控制膜层折射率的主要工艺途径有哪些? 1、控制真空度2、控制沉积速率3、控制基片温度4、控制膜料蒸汽分子的入射角，尽以小角度蒸发生成膜，以获得致密膜层。8l、简述离子源在光学薄膜制备过程中，对镜片的镀前利镀中轰击各有什么作用? 1、渡前轰击：（1）、清洗光学零件表面。（2）活化光学零件表面82、简述三层W型减反射膜的反射光是什么颜色，为什么?

16、83、复折射率的表达式是什么?表达式中各字母代表的意义是什么? N=n-ik n是折射率，k是消光系数，与薄膜的吸收损耗的大小有关。 84、什么叫“四分之一波长”法则?85、在利用热蒸发方式制备光学薄膜的过程中，提高薄膜沉积速率的方式有哪些?哪种方式比较好?请说明理由。 1、提高蒸发源温度法2、增大蒸发源面积法，可以防止膜料分解86、光学零件表面的反射对光学系统的危害?87单层V形减反射膜的不足之处有哪些? 单层减反膜理论上只能在一个波长处实现零反射率所以所以色中性差，即反射率的波长相关性强, 影响成像系统的色平衡）； 实际上，满足 f=。s条件的光学玻璃并不存在，很难实现零反射，剩余反射率不

17、理想(常用的薄膜最低折射率材料氟化镁（1.38）)。88、高反射膜系中，高低折射率材料的折射率nH、nL以及层数对反射率的影响是怎么样的?高反射膜的层数越多越好吗?为什么? 理论上是：nH/nL比值越大，或层数（2S+1）越多，则反射率越R高。只要增加膜系的层数就反射率就可以获得100%。在实际中获得100%反射率的最大的障碍是：由于膜层中的吸收、散射损失，在膜系达到一定层数后，继续加渡两层并不可以提高其反射率。有时甚至会出现由于吸收、散射损失的增加而使反射率下降的情况。因此膜系中的吸收和散射损耗限制了介质膜系的最多层数和最高反射率。89、在金属高反射膜制备过程中，保护金属膜的措施有哪些?p2

18、6 （一）、对金属膜层的保护作用：1、打底（在金属膜层与基地之间增加与基地和金属膜层都有较好附着能力的过渡层） 2、在金属膜层表面加渡硬度透明膜层（Al2O3）(二)提高金属反射率常用的方法是在金属膜层表面加渡（LH）s膜堆。90、采用介质膜堆制造中性分束镜的特点是：分光效率高，无吸收，偏振效应明显，分光特性色散明显。91、IRCUT是什么膜系? 所谓的IR-CUT，即红外截止滤光片，在截止滤光片中属于短波通滤光片92、提高薄膜沉积速率的方法主要有两种：提高蒸发源的温度；增火蒸发源的面积。93、基片清洁不好的话对薄膜的影响。 残留在基片表面的污物和清洁剂将导致：1、膜层对基体的附着力差；2、散射吸