光學(xué)設(shè)計中增透膜的設(shè)計與分析
用于玻璃和塑料基底上的增透膜在眾多的光學(xué)系統(tǒng)中,一個相當(dāng)重要的組成部分是鏡片上能降低反射的鍍膜。在很多應(yīng)用領(lǐng)域中,增透膜是不可缺少的,否則,無法達到應(yīng)用的要求。
就拿一個由18塊透鏡組成的35mm的自 ..
圖3顯示了用ZrO2(n=2.05)和上述混合料(n=2.15)的3層增透膜的反射曲線得比較。從中可以看出用混合料的有較好的反射曲線。用ZrO2有交寬廣的曲線,但使用混合料在450和590nm時有幾乎為零的反射率。 M1在從近紅外到近紫外的波段內(nèi)有很高的透過率,在300nm時有吸收。它也能從溶解的狀態(tài)下被蒸發(fā),具有良好的同次性和均勻的膜厚。此物質(zhì)適合于在高折射率的膜層上鍍增透膜。 圖4顯示了在高折射率(n=1.625)的玻璃基底上用Al2O3(n=1.65)和M1(n=1.7)的3層增透膜的反射曲線的比較。從中可以看出用M1的效果要好得多。 我們也可以僅用氧化物來鍍增透膜。圖5顯示了用SiO2(n=1.46)和H4(n=2.15)的膜系,當(dāng)然膜厚不再是簡單的1/2或1/4光學(xué)厚度。有時會需要很薄的膜厚,在膜厚和折射率上微小的變動都會有很大的影響,因此相對于經(jīng)典的3層膜系來說要難得多。從中可以看出,3層膜在中間波段有最低的反射率,但是4層膜C有著3層膜無法實現(xiàn)的從400到700nm寬廣的低于0.5%的反射率。 用于塑料基底的增透膜 在塑料基底上鍍膜,我們無法在鍍膜過程中加熱基底。因此,我們必須膜料的選擇上倍加小心以確保它能在低溫下形成穩(wěn)定的膜層。此外,由于溫度偏低,折射率也隨之變低,因此,相應(yīng)的膜層設(shè)計也要改變。 MgF2不能在低溫下被蒸鍍,因為只有在200°C以上的溫度時它才能形成穩(wěn)定的膜層。因此,我們只能選擇氧化物來蒸鍍。 我們可以使用下列氧化物: SiO2在塑料基底上的折射率為 1.45 Al2O3 1.62 M11.65 Y2O31.8 ZrO21.9 H11.95 H41.95 TiO21.9-2.0 H2不能在低溫下被蒸鍍,因為它在藍光波段有吸收。 最常用的塑料基底是: CR39折射率為 1.5 聚碳酸酯1.59 PMMA1.48-1.50 圖6顯示了由M1,H4和SiO2組成的3層增透膜的反射曲線,在從390到750nm的波段上的反射率小于1%。同時,一個5層膜也被顯示在圖上作為比較,它的反射曲線在415到680nm的波段上的反射率小于1%,并且在中間波段有相當(dāng)?shù)椎姆瓷渎省?/p> 圖7顯示了由M1,H4和SiO2組成的3層增透膜在聚碳酸酯基底上的反射曲線,在從390到750nm的波段上的反射率小于1%。同時,一個4層膜也被顯示在圖上作為比較,它的反射曲線的低反射段比較窄,但是在中間波段由相當(dāng)?shù)偷姆瓷渎省?/p> 小結(jié): 本文中列舉了一些簡單的增透膜,當(dāng)然還有許多方法可以達到同樣的效果,但這已不是這篇簡短的文章所能包括的。 |
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