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光學薄膜的發展簡史
產業訊息 - 2016/11/18
光學薄膜的發展簡史
人類最早發現的五光十色的肥皂泡，水面上彩色斑爛的油膜，兩玻璃片間的空氣層中常呈現出色彩鮮豔的光環，所有這些現象早在十七世紀就引起了許多自然科學家的注意，他們各自部提出了一些初步解釋，但均不令人滿意，直到一百五十年以後，即1801年托馬斯.楊乾涉實驗結果以及菲涅耳對此進一步發揚光大以後，上述現象才徹底為人們弄清，物理光學的基礎才從此建立起來.今天我們可以說，整部薄膜光學的物理依據就是光的干涉。夫瑯和費早在1827年製成了可以說是第一批減反射膜，他將經過精細地拋光的平面玻璃一半放在濃硫酸或濃硝酸中腐蝕。
將玻璃上的酸液清洗乾淨之後發現，經酸腐蝕的表面所反射的光強遠低於另一半表面的反射光強，即酸經過的那部分玻璃表面失掉了某種成分，形成薄薄一層折射率比玻璃基底折射率低的失澤層，不過玻璃還未遭刻蝕，“因為其適時光仍和另一半表面一樣(實際上更高)，以致在透射光中仔細檢查也不能找出它們的分界線來，”經過硫酸或硝酸的這種處理之後，有些牌號的玻璃表面呈現美麗鮮豔的色彩；使光沿各種不同的角度入射，則色彩婉如肥皂泡一樣變幻無窮。 1886年瑞利在英國皇家協會報告說：“失澤”的冕玻璃平板，其反射比剛拋光更低原因是玻璃形成了薄薄的一層膜。
1891年丹尼斯.泰勒(Dennis Taylor)在它的文章中寫到，在使用幾年後的普通物鏡的火石玻璃透鏡上“失澤”現像是十分明顯的。我們很高興的是，能夠使這種火石玻璃的擁有者放心，通常用懷疑眼光看待的這層使玻璃“失澤”的薄膜，卻正是觀測者的“摯友”，因為它增加了物鏡的透射率。事實上，泰勒發展了一種用化學侵蝕產生“失澤”而製作化學減反膜的方法。目前製備光學應用的薄膜的主要方法是真空蒸發法和濺射法，後者在十九世紀中葉就發現了，而前者可追朔到二十世紀初。但在1930年以前，它們不能作為實用的鍍膜方法，因為沒有獲得高真空的真正適用的抽氣機，直到1930年出現了油擴散泵—機械泵抽氣系統以後，製造實用的真空鍍膜機才成為可能。
三十年代中期德國的鮑爾和美國的斯特朗先後用真空蒸發方法製備了單層減反射膜，這種簡單的減反射膜至今在一般的光學裝置上還被大量地應用。折射率為1.52的玻璃敷有折射率為1.38的氟化鎂薄膜後，單面的反射損失可從4.2%減少到1.5%左右，例如7塊平板系統鍍膜後，在參考波長上總的透射率可近似地估計為：T＝(0.97)7＝80.7%.未鍍膜：T=(0.92)7=55.7%
這比沒有經過鍍膜處理的系統提高了約25%的透射能量。薄膜可分成兩大部分，第一部分是光學薄膜，第二部分是光學波導及其相應器件，前者的特點是光橫穿過薄膜而進行傳播；後者的特徵是光沿著平行薄膜界面的方向在膜內傳播，對於光學薄膜，在一塊基片上澱積五、六十層膜並非罕見，塗鍍工藝是比較成熟的；而對光學波導，則膜層層數一般不多，通常僅用一層膜，其鍍制工藝仍處在發展初期。
薄膜光學是物理光學的一個重要分支，它研究的對像是膜層對光的反射、透射、吸收以及位相特性、偏振效應等，簡而言之，它主要研究光在分層媒質中的傳播規律性。
光在通過分層媒質時，來自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向產生光的干涉現象，人們正是利用這種干涉現象，通過改變材料及其厚度等特性來人為的控制光的干涉，根據需要來實現光能的重新分配。
光學薄膜在光學系統中的作用
提高光學效率、減少雜光。如高效減反射膜、高反射膜。
實現光束的調整或再分配。如分束膜、分色膜、偏振分光膜就是根據不同需要進行能量再分配的光學元件。
通過波長的選擇性透過提高系統信噪比。如窄帶及帶通濾光片、長波通、短波通濾光片。
實現某些特定功能。如ITO透明導電膜、保護膜等。
與鍍膜技術密切相關的產業
鍍膜眼鏡
幕牆玻璃
濾光片
ITO膜
車燈、冷光鏡、舞檯燈光濾光片
光通信領域：DWDM、光纖薄膜器件
紅外膜
投影顯示
目前光學薄膜兩個重要的應用領域
光通信：以DWDM(dense wavelengh division multiplexer)filter為代表的光無源器件
信息顯示技術：LCD、LCOS投影顯示技術
光學薄膜在液晶投影顯示中的應用
高效率的減反射膜與高反射膜
冷光鏡及紅外、紫外截止濾光片
以上資料來自中國塑模網(pfchina.com.cn)
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