光学真空镀膜技术

近些年，随着手机、汽车、安防监控等光学镜头终端市场的规模化、持续性扩张，对光学薄膜的需求也越来越多，光学真空镀膜技能型人才供不应求的局面日益凸显。本书以弱化理论、侧重实践与技能为原则，按照工序将光学真空镀膜技术分为光学镀膜基础与膜系设计、光学薄膜制备技术、光学薄膜检测技术三部分，对应光学薄膜制备的三个核心流程，基于工作过程和典型工作任务设置单元和内容，使书中内容与职业岗位要求相匹配。

本书可作为高职、中职院校光学相关专业的课程教材，也可供相关领域的工程技术人员学习参考。

光学薄膜能改善光学系统的性能，对光学仪器的功能起着重要或决定性的作用。早在17世纪，自然科学领域的学者们就发现了光学薄膜在光学系统中的重要作用，但是光学薄膜的应用一直受限于落后的制备技术。直到20世纪30年代，高真空获得技术开始日趋成熟，光学真空镀膜技术随之得到迅速发展，光学薄膜开始在光学领域大放异彩，至今已形成一门独立的技术，广泛应用在各种成像仪器、天文、军事、医疗、科学检测、光显示和光通信等领域中。

我国光学薄膜领域的权威专家唐晋发教授对光学薄膜有这样一段描述：“光学薄膜广泛地应用到一切光学和光电装置中，可以毫不夸张地说，没有光学薄膜，大部分近代的光学系统和光电装置就不能正常地工作，更不用说实现优越的性能。”光学真空镀膜是真空镀膜技术在光学上的一个重要应用，是光电制造产业中必不可少的关键环节，制备的光学薄膜决定了光学系统性能。随着科学技术的不断发展，各种应用领域对光学镜片的性能要求也不断提高，对光学真空镀膜技术的要求也越来越高。近些年，随着手机、汽车、安防监控等光学镜头终端市场的规模化、持续性扩张，对光学薄膜的需求也越来越多，光学真空镀膜技能型人才供不应求的局面日益凸显。

当前培养光学真空镀膜人才的图书主要面向本科生、研究生，对于职业技能型人才来说，理论知识较多，内容过于深奥。为此，我们编写了一本面向培养职业技能型人才的光学真空镀膜技术教程。

《光学真空镀膜技术》以弱化理论、侧重实践与技能为原则，按照工序将光学真空镀膜技术分为光学镀膜基础与膜系设计、光学薄膜制备技术、光学薄膜检测技术三部分，对应光学薄膜制备的三个核心流程，基于工作过程和典型工作任务设置单元和内容，使书中内容与职业岗位要求相匹配。

本书在编写过程中参考、借鉴了业内相关的技术资料，在此向有关人员致以崇高的敬意和衷心的感谢。由于有些资料的引用无从溯源，参考文献疏漏之处敬请谅解，并可联系作者补充。由于作者水平有限，时间也甚为仓促，错误和不足之处敬请读者批评指正。

前言

第1章 光学镀膜基础1

1.1光学薄膜理论基础1

1.1.1平面电磁波在单一界面上的反射和折射1

1.1.2菲涅尔公式2

1.1.3光学薄膜特性的理论计算8

1.2光学薄膜设计12

1.2.1增透膜的设计12

1.2.2高反膜的设计16

1.2.3分光膜的设计18

1.2.4干涉滤光片21

1.3光学薄膜材料26

1.3.1金属薄膜材料26

1.3.2介质和半导体薄膜材料28

1.3.3金属膜与介质膜的比较33

第2章光学薄膜制备技术34

2.1真空及真空设备34

2.1.1真空技术知识及主要术语定义34

2.1.2获得真空所需的设备40

2.1.3真空的测量47

2.2热蒸发镀膜工艺51

2.2.1热蒸发镀膜机理介绍51

2.2.2热蒸发镀膜工艺分类61

2.2.3离子束辅助沉积工艺介绍69

2.2.4影响热蒸发镀膜质量的工艺参数74

2.3溅射镀膜工艺85

2.3.1溅射镀膜机理介绍85

2.3.2溅射镀膜工艺分类86

2.3.3影响溅射镀膜质量的工艺参数114

第3章光学薄膜检测技术118

3.1光学薄膜反射率和透过率测量118

3.1.1光谱分析测试系统原理118

3.1.2薄膜透过率测量120

3.1.3薄膜反射率测量121

3.1.4影响测量准确度的因素122

3.2光学薄膜厚度的测量123

3.2.1干涉法测量薄膜厚度123

3.2.2轮廓法测量薄膜厚度124

3.2.3其他测量方法125

3.3光学薄膜激光损伤阈值测量125

3.3.1光学薄膜损伤测量标准及判定125

3.3.2几类激光损伤阈值测量方法介绍125

3.3.3激光损伤测试装置126

3.3.4 1 on 1损伤测试标准过程127

3.4光学薄膜其他参数测量128

3.4.1薄膜的吸收和散射测量128

3.4.2薄膜材料折射率测量131

3.4.3薄膜散射测量133

3.4.4薄膜折射率测量135

参考文献138