隨（suí）著科技技術的發展和經濟全球化，當今人類已進入知識經濟社會和信息社會。並且伴隨“中國製造”的發展，光學製造在中國大陸的土地上方（fāng）興未艾，發（fā）展迅猛異（yì）常。中國（guó）光學製（zhì）造（zào）已經開始在（zài）國際經濟舞台上有（yǒu）了重要的（de）地位，中國的光學玻璃產量和光學零件產量已近名列第一。光學薄膜是改變光（guāng）學零件表麵特征而鍍在光學零件（jiàn）表麵上（shàng）的一層或多層膜（mó）。可以是金屬膜（mó）、介（jiè）質膜或這兩類膜的組合。光學薄膜是各種先進光電技術中不（bú）可（kě）缺少的（de）一（yī）部分，它不僅（jǐn）能改善係統性能，而（ér）且（qiě）是滿足設計（jì）目標的必要手段，光學薄膜的（de）應用領域設及光學係統的各個方麵，包括（kuò）激光係統，光通信（xìn），光顯示，光儲存等，主要的光學薄膜（mó）器件包括反（fǎn）射膜、減（jiǎn）反射膜、偏振膜、幹（gàn）涉（shè）濾光（guāng）片和分（fèn）光鏡等等。它們在國民經（jīng）濟和國防建設中得到了廣泛的（de）應用，獲得了科學技術工（gōng）作者的日益重視。

目前，光學鍍膜材料常用品種已達（dá）60餘種，而且其品（pǐn）種、應用功能還在不斷被開發。近年來以發展到了金屬膜係，當（dāng）金、銀、銅和鋁的厚度為7～20um時，其（qí）對可見光的透射率為（wéi）50%，而紅外光透射率小於10%，這種（zhǒng）薄膜已成功地應用於阿波羅宇宙飛船的麵板（bǎn），用於（yú）透過部分可見光，而反射幾乎全部的紅外光以進行熱控製。以下本文（wén）主要介紹光學（xué）薄膜的特性原理及分類。

光學（xué）薄（báo）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，光學薄（báo）膜的應用始於20 世紀30年代（dài），光學薄膜已經廣（guǎng）泛用於光學和光電子技術領域，製造各種光學儀器。製備條要求件高而精。

光學薄膜的定（dìng）義是：涉及光在傳播路徑（jìng）過程中，附著在光（guāng）學器件表麵的（de）厚度薄而均勻的介質膜（mó）層，通過分層介質膜層時的反射、透（折）射和偏振（zhèn）等特性，以達（dá）到我們想（xiǎng）要的在某一或是多個波段（duàn）範圍內的光的全部透過或光的全部反射或偏振分離等各特殊形態的光（guāng）。

一般金（jīn）屬都具有較大的消光係數。當光束由空氣入（rù）射到金屬表麵時，進入金屬內的光（guāng）振幅迅速衰（shuāi）減，使得進入金屬內部的光能相應減少（shǎo），而（ér）反射光能增加。消光係數越大（dà），光振幅衰減越迅速，進入金屬內部的光能越少，反射率越高。人們總是選擇消光係數較大，光學性（xìng）質較穩定的金屬作為（wéi）金屬膜材料。在紫外（wài）區常（cháng）用的金屬薄材料是鋁，在可見光區常用鋁和銀，在（zài）紅外區常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑（bó）也（yě）常作一些特種薄膜的膜料。由於鋁、銀（yín）、銅等材料在空氣中很容易氧（yǎng）化而降低性能，所以必須（xū）用電介質膜加以保護。常用的保護膜材料有一氧化矽、氟化鎂、二氧化矽、三氧（yǎng）化二鋁等（děng）。

金屬反射膜的優點是製備工藝簡單，工作的波長（zhǎng）範圍寬；缺點是光損大，反射率不可能很高。為了使金屬反射膜的反射率進一步提高，可以在膜的外側加鍍幾層一定厚度的電介質層，組成（chéng）金屬電介質反射膜。需要指出的是，金屬電介質（zhì）射膜增加了某一波長（或者某一波區）的反射率（lǜ），卻破壞了金屬膜中性反（fǎn）射的特點。

光學薄膜在我們的（de）生活中無（wú）處不在（zài），從精密及光學設備、顯示器設（shè）備到日常生活中的（de）光學薄膜應用；比方說，平時戴的眼鏡、數碼相機、各式家電用品，或（huò）者是鈔票上的防偽技術，皆能被稱之為光學薄膜技術應（yīng）用之延伸。倘若沒有（yǒu）光學薄膜技術作為發展基礎，近代光電、通訊（xùn）或（huò）是鐳射技術將（jiāng）無（wú）法有所進展，這也顯示出光學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，製鍍上或塗布一層或多層介電質（zhì）膜或（huò）金屬（shǔ）膜或這兩類膜（mó）的組合，以改變（biàn）光波之傳（chuán）遞特性，包括（kuò）光的透射、反射（shè）、吸收、散射、偏振及相位改變。故（gù）經由適當設（shè）計可以調變不同波段元件表麵之穿透率及反射率，亦可以使（shǐ）不同偏振（zhèn）平麵的光具有不（bú）同的特性。

一般來說，光學薄膜的（de）生產方式主要分為幹法和濕法（fǎ）的生產工藝。所謂的幹式就是沒有液（yè）體出現在整個加工（gōng）過程中，例如真空蒸鍍是在（zài）一真空環境中，以（yǐ）電能加熱固體原物（wù）料，經升華成氣體後附著在（zài）一個固體（tǐ）基材（cái）的表麵上，完成塗布加（jiā）工。日常生活中所看到裝（zhuāng）飾用的金色、銀色或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（shì）在實際量產的考（kǎo）慮下，幹式塗布運用的範圍小於濕（shī）式塗布。濕式塗布一般的做法是把（bǎ）具有各種功（gōng）能的成分混合成液（yè）態塗料，以不同（tóng）的加工方式塗布在基材上，然後使液（yè）態塗料（liào）幹燥固化（huà）做成產品。

光學薄膜特點（diǎn）分類

主要的光學（xué）薄膜器件包括反射膜、減反（fǎn）射膜、偏振膜、幹涉（shè）濾光片和分光鏡等等（děng），它（tā）們（men）在國民經濟和國防（fáng）建設（shè）中（zhōng）得到廣泛的應用，獲得了科學技術工作者的日益重視。例如采用（yòng）減反射膜後可使複雜的光學鏡頭的光通量損失成十倍的減小；采（cǎi）用高反射膜比的反（fǎn）射鏡可使激光器的輸出功率成倍提高；利用光學薄膜（mó）可提高（gāo）矽電（diàn）池的效率和穩定性。

最（zuì）簡單的光學薄膜模型是表（biǎo）麵光（guāng）滑、各向同性（xìng）的均（jun1）勻介質膜（mó）層。在這種情況下，可以（yǐ）用光的幹涉理論來研究光學薄（báo）膜的（de）光學性質。當一束單色光平（píng）麵波入射到光學薄膜上時，在它的兩個（gè）表麵上發生多次反射和（hé）折射，反射光和（hé）折（shé）射光的（de）方向有反射（shè）定律（lǜ）和折射定律給（gěi）出，反射光合折射光的振幅大小則有菲涅爾公式確定。

光學薄膜根據其用途分類、特性與應（yīng）用可分為：反射膜、增透膜/減反射膜、濾光片、偏（piān）光片/偏（piān）光膜、補償（cháng）膜/相位差（chà）板、配向膜、擴（kuò）散膜/片、增亮膜/棱（léng）鏡片/聚光片、遮光膜/黑白（bái）膠等。相關（guān）衍生的種類有（yǒu）光學級保護膜（mó）、窗膜等。

光（guāng）學薄膜的（de）特點是：表（biǎo）麵光滑，膜層之間的界麵呈幾何分割；膜層的折射率在界（jiè）麵上可以發生躍變（biàn），但在膜層內是連續的；可以是透明介質，也可以是吸收介質（zhì）；可以是法向均（jun1）勻的，也可以（yǐ）是法向不均勻的（de）。實際應用的薄膜要（yào）比（bǐ）理想薄膜（mó）複雜得多。這是因為：製備時，薄膜的光學性（xìng）質（zhì）和物理性質偏離（lí）大塊材料，起表麵（miàn）和界麵是粗糙的（de），從而導致光束的漫反射；膜層之（zhī）間的相互（hù）滲透形成擴散界麵；由於膜層的（de）生長、結構、應力等原因，形（xíng）成了薄膜的各種（zhǒng）向異性（xìng）；膜（mó）層（céng）具有複雜的（de）時間效應。

反（fǎn）射膜一般可分為兩類，一類是金屬反射膜，一類是（shì）全電介質反（fǎn）射膜。此外（wài），還有將兩者結合的金屬電介質反射（shè）膜，功能是增（zēng）加光學表（biǎo）麵的反射率。