隨著科技（jì）技（jì）術的發展和經濟全球化，當今人類已進（jìn）入知識經濟社會（huì）和信息社會。並且伴（bàn）隨“中國（guó）製造”的（de）發展，光學製造在中國大陸的土地上方（fāng）興未艾，發（fā）展迅猛（měng）異（yì）常。中國光學製造已（yǐ）經（jīng）開始在國際經濟舞台上（shàng）有了重要的地位，中國的光學玻璃產量和（hé）光學零件產量已（yǐ）近名列第一。光學薄膜是改變（biàn）光學零件（jiàn）表麵特征而鍍在（zài）光學零件表麵（miàn）上的一層或多層膜。可以（yǐ）是金屬膜、介質膜或這（zhè）兩類膜的組合。光學薄膜是（shì）各種先進光電技術（shù）中不可缺少的一部（bù）分，它（tā）不（bú）僅能（néng）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（lǐng）域（yù）設及光學（xué）係統（tǒng）的（de）各個（gè）方麵（miàn），包括激光係統，光通信，光（guāng）顯（xiǎn）示，光儲存等，主要的光（guāng）學薄膜器（qì）件包（bāo）括反射（shè）膜、減反射膜、偏（piān）振（zhèn）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（de）應用，獲得了科學技術工作者的日益（yì）重（chóng）視。

目前，光學鍍（dù）膜材料常用品種已達60餘種（zhǒng），而且其品種、應用功能（néng）還在不斷被開發。近年來以（yǐ）發展到了金屬膜係（xì），當金、銀、銅和鋁（lǚ）的厚度為7～20um時，其對可見（jiàn）光的（de）透射率為50%，而紅（hóng）外光（guāng）透射率小於10%，這種薄膜已成功地應用於阿（ā）波羅宇宙飛船的麵板，用於透（tòu）過部分可見光（guāng），而反射幾乎（hū）全部的紅外光以進行（háng）熱控製。以下本文主要介紹光學薄膜的（de）特（tè）性原（yuán）理及分類。

光（guāng）學薄膜的定（dìng）義

由薄（báo）的分層（céng）介質構成的，通過界麵傳播光束一類光學介質材料，光（guāng）學（xué）薄膜的應用始於20 世紀30年代，光學薄膜已經廣泛（fàn）用於光學（xué）和光電子技術領域，製造各種光學儀器。製備條（tiáo）要求件高而精（jīng）。

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，通過分層介質膜層時的反射、透（折）射和偏振等特性，以達到我們想要的在某一或是多個波段範圍內的光的全部透過（guò）或（huò）光的全部反射或偏振（zhèn）分離等各特殊（shū）形態的光。

一般（bān）金屬都具有較大的消光係數。當光束由空氣入射到金屬表（biǎo）麵（miàn）時，進入金屬內的光振幅迅速衰減，使得進入金屬內部的光能相（xiàng）應減少，而（ér）反射光能增加。消光係數越大，光振幅衰減越迅速，進入（rù）金屬內部（bù）的光能越少，反射率越高。人們總是選擇消光係數較（jiào）大，光學性質較穩定的金屬作為金屬膜材料。在紫外區常用的金屬薄材料是鋁，在可見光區常用（yòng）鋁和銀，在紅外區常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑也常作一些特種薄膜的膜料。由於鋁、銀、銅等材料在空（kōng）氣中很容易氧化而降低性（xìng）能，所以必須用（yòng）電介質膜加以（yǐ）保護（hù）。常用的保護膜材料有一氧化矽、氟化鎂、二（èr）氧化（huà）矽、三氧化二鋁等。

金屬反射膜的優點是（shì）製備（bèi）工藝簡（jiǎn）單，工作的波長範圍（wéi）寬；缺點是光損大，反射率不（bú）可能很高。為了使金屬反射膜的反射率進一步提高，可（kě）以在膜（mó）的外側加（jiā）鍍幾層一定厚度的電介質層，組成（chéng）金屬電（diàn）介質反射（shè）膜。需要指出的是，金（jīn）屬電介質射膜增加了某一波長（或（huò）者某一波區）的（de）反射率，卻破壞了金（jīn）屬膜中（zhōng）性反射的特點。

光學（xué）薄膜在我們的生活中無處不（bú）在，從精密及光學設備、顯示器設備到（dào）日常生活中的光學薄膜應用；比方說，平（píng）時（shí）戴的（de）眼鏡（jìng）、數碼相機、各式家電用品，或者是鈔票上的防偽技術，皆能（néng）被稱之為光學薄膜技術應用之延伸。倘若沒有光學薄膜技術（shù）作為發展基礎，近（jìn）代光電、通訊或是鐳射技術將無法有所進展，這也（yě）顯（xiǎn）示出光學（xué）薄膜技術研究發展的（de） 重要性。

光學薄膜係指在光學元件或獨立基板上，製鍍上（shàng）或塗布一層或多層介電質膜或（huò）金屬膜或這兩類膜的（de）組合，以改變光波之傳遞特性（xìng），包括光的透射、反射（shè）、吸收、散射、偏振及相位改變。故經（jīng）由（yóu）適當設計可以調變不同波段元件（jiàn）表麵之（zhī）穿透率及（jí）反射率，亦可以使不同偏（piān）振平麵的光具有不（bú）同的特性。

一般（bān）來說，光學薄膜的生產（chǎn）方式主要分為幹法和濕（shī）法的生產工藝。所謂的幹式就是沒有液體出現在整個加（jiā）工過程中（zhōng），例如真空蒸鍍是在一真空環境中，以電能加熱固體（tǐ）原物（wù）料，經升華成氣體後附著在一個固體基材的（de）表麵上，完成塗布加（jiā）工。日常生活中所看到裝飾用的金色、銀色或具金屬質感的包裝膜，就是以幹（gàn）式塗布方（fāng）式製（zhì）造的（de）產品。但是在（zài）實際量（liàng）產的考慮下（xià），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（shì）把具（jù）有各種功（gōng）能（néng）的成分混合（hé）成液態塗料，以不同的（de）加工方式塗布在基材上，然後使液態塗料（liào）幹燥固化做成產品。

光學薄膜特點（diǎn）分類

主要（yào）的光學薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、幹涉濾光（guāng）片和分光鏡等等，它們在國民經濟和國防建設中得到廣泛的應用，獲得了（le）科學技術工作者的日益重視。例如采（cǎi）用減反射膜後可使複（fù）雜的光學鏡頭的光通量損失成十（shí）倍的減小；采用高（gāo）反射膜比的反射鏡可使激光器的輸出功率成倍提高；利用光學薄膜可提高矽電池的效率和穩定性。

最簡單的光學薄膜模（mó）型是表麵光滑（huá）、各向（xiàng）同性的均勻介質膜層。在這（zhè）種情況下，可以用光的幹涉理論來研究光學薄膜的光學性質。當一束單色光平麵波入射（shè）到光學薄膜上時，在它（tā）的兩個表麵上發生多（duō）次反射和折射，反射光和（hé）折射光的方向有反射定（dìng）律（lǜ）和（hé）折射定律給出，反射光合折射光的振幅大小則有菲（fēi）涅爾公式確定。

光學薄膜根據其用途分類（lèi）、特性與應用可分為：反射膜、增透膜/減反射膜、濾光片、偏光片/偏光膜、補償膜/相位差板、配向（xiàng）膜、擴散膜/片、增亮膜/棱鏡片/聚光片、遮光膜/黑白（bái）膠等。相關衍生的種類有光學級保護膜、窗（chuāng）膜等。

光學薄膜的特（tè）點是：表（biǎo）麵（miàn）光滑，膜層之間的（de）界麵呈幾何（hé）分割；膜層的折射率在界麵上可以發生躍變，但在膜層內是（shì）連續的；可以是（shì）透明介（jiè）質，也（yě）可以是吸（xī）收介質；可以是法（fǎ）向均勻的，也可以是法向不均勻的（de）。實際應用的薄膜要比理想薄膜複雜得多。這是因為：製備時，薄（báo）膜的光學（xué）性質和物理性質偏離大（dà）塊材料，起（qǐ）表麵和界麵是粗（cū）糙（cāo）的，從而導致光束的漫（màn）反射；膜層之（zhī）間的相互（hù）滲透形成擴散界麵；由於膜層的生長、結構、應力等原因，形成了薄膜的各種向異性；膜層具有複雜的時間效應。

反射膜一般可分為兩類，一（yī）類是金屬反射膜，一類（lèi）是全電介質反射膜。此外，還有將兩者（zhě）結合的金（jīn）屬電（diàn）介質反射膜，功能是（shì）增加光學表麵的反射率。