浅谈光学薄膜

薄膜技术广泛应用于民生、科学仪器、航太、军事各种领域,依其使用性质有多种类别,如薄膜技术(TCO)、阻水阻气层、类钻碳膜(Diamond Like Carbon )、光学薄膜…等。

由于薄膜种类繁多,今日单就光学薄膜做简单的介绍。一般而言,光学薄膜是指在光学元件或独立基板上,镀上一或多层介电质膜或金属膜,或金属膜与介电质膜交互堆叠组成之膜堆,借此改变光波传递的性质,其主要利用的是光的干涉现象,因此,当光的干涉效应可在膜堆中产生影响,我们就认为这层膜是薄的,反之则为厚的,依其反应出来之光学特性,可简单分类如下:


  • 抗反射膜(Anti-reflection Film)
抗反射膜之效用在于提高穿透率、降低反射率,抗反射膜用途广泛,如眼镜、显示面板、太阳能电池等,若在一光学系统中,将其内部光学元件镀上抗反射膜,则可降低光学系统中因光束不断反射透射造成之杂讯,提高系统精度。
  • 热镜(Heat Mirror)
红外光是光造成热的主因,所以可在车窗上加上隔热膜,反射红外光波段,达到隔热的效果,或者在投影机内部光源前外加上热镜,避免光源形成之热烧毁其它元件,均是热镜之应用。
  • 分光镜(Beam Spliter)
分光镜依其造成之光学效果,可分成中性分光镜、双色分光镜、偏振分光镜,中性分光镜指得是将一束光,分成两束光谱成份相当的两道光;而双色分光镜则是将光谱的某部份反射,某部份穿透;若是将光分成S和P偏振光,则称之为偏振分光镜。
  • 高反射镜(High Reflection Mirror)
若只取反射光来使用,则此反射面称之为反射镜,一般会期望它在广大的波域都有高的反射值,最简单之高反射镜元件的设计,可采用四分之一膜堆堆叠完成,在精密光学设备、投影机元件、扫描器等都常看到其应用。
  • 截止滤光片(Cut Filter)
截止滤光片是指在某波段低透射率,而相邻的另一波段透射率突然变得很高的一种光学元件。
  • 带止滤光片(Notch Filter)
带止滤光片是指在光谱中使某一小波段低透射率,而前后相邻波域高透射率的一种光学元件。
  • 带通滤光片(Band Pass Filter)
带通滤光片是指某波段有高透射率,而其相邻两波域透射率甚低的滤光片,若只是宽波域之带通滤光片,我们可以在基板两面,分别镀制长波通及短波通之带止滤光片组合而成。

 

今日薄膜科技之应用已不再只限于军事、航太、天文等领域,而是广泛且全面的走入所有人的日常生活中,由于科技的进步,光学薄膜制作之品质、良率等问题也日益浮现,为了追求更高品质、高良率、高附加价值的产品,传统的石英监控与光学监控技术,以经无法满足所需,开发并应用新式的光学监控技术,已成为迫切且必需的课题。

 

參考文献

1.      李正中,2009.07,薄膜光学与镀膜技术,第六版,台北县新店市,艺轩出版社