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一文了解光学增透膜：提升透光率的神奇薄膜

日期：2025-04-30 19:53

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摘要：一文了解光学增透膜：提升透光率的神奇薄膜

需要增透减反技术可以联系我们上海工厂18917106313

上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。

增透膜就是减反膜，主要就是利用干涉相消减少反射能量，或者利用折射率匹配——梯度折射率渐变，实现透射“传递”。

这里说一下干涉相消的减反膜。

增透膜按照层数一般分为单层膜系、双层膜、多层膜系，基本原理相差不大，这里简单说一下单层膜系。

下图是示意光线通过介质1（折射率

n_0

）透射到介质2（折射率

n_2

）的光场传播模型，结构镀上一层折射率为

n_1

的单层膜进行减反射。

这里以正入射情况为例，根据菲涅耳定律，两个界面处的反射系数分别为

r_{1}={\frac{n_{0}-n_{1}}{n_{0}+n_{1}}}

，

r_2=\frac{n_1-n_2}{n_1+n_2}

。通过矢量图可见当单层膜提供的相位差为

\pi

，即膜厚提供的光程差为

\lambda/4

（光线会折返一次），此时，反射系数达到*小。此外，当反射系数的模相同时，即

|r_1|=|r_2|

，这时反射率为零，理解上述过程，就很容易导出教科书中要求增透膜的光学厚度为

\lambda/4

，镀膜折射率为

n_{1}=\sqrt{n_{0}n_{2}}

。

根据矢量图很容易理解减反膜的光学厚度以及折射率的选择。

实际应用中大多都是多层膜系，所以膜系的计算还是用特征矩阵计算比较方便。

\left.\left.\left[\begin{matrix}B\\C\end{matrix}\right.\right]=\left\{\prod_{j=1}^{\kappa}\left[\begin{matrix}\cos\delta_j,&&\frac{\mathrm{i}}{\eta_j}\sin\delta_j\\\mathrm{i}\eta_j\sin\delta_j&\cos\delta_j\end{matrix}\right.\right]\right\}\left[\begin{matrix}1\\\eta_{k+1}\end{matrix}\right]\quad(1)

\begin{aligned}R&=\left(\frac{\eta_0B-C}{\eta_0B+C}\right)\left(\frac{\eta_0B-C}{\eta_0B+C}\right)^*\\T&=\frac{4\eta_0\eta_{K+1}}{(\eta_0B+C)(\eta_0B+C)^*}\end{aligned}\quad(2)

上述公式中

\delta_{j}=\frac{2\pi}{\lambda}n_{j}d_{j}\mathrm{cos}\theta_{j}

为第

j

膜层提供的相位差，

\eta_j

为光学导纳，取决于不同的偏振^[1]。

以下计算一个算例，计算中

n_0=1

，

n_2=1.5

，

n_1=\sqrt{1.5}

(只为计算说明，材料折射率不一定对应真实材料，且不考虑色散)，计算中的光学厚度

n_1d=0.55/4(@\lambda=0.55\mu m)

。

通过反射率曲线可以看出设计波长

\lambda=0.55\mu m

时反射率为0。通过以下的电磁场分布情况也容易直观看出设计波长以及设计波长以外反射能量的强弱。

波长为0.55 $\mu m$ 时的 *$y$* 向磁场实部、模场方分布，波长为0.3 $\mu m$ 时 *$y$* 向磁场模方实部

希望对你有帮助！

参考

[1]唐晋发顾培夫刘旭李海峰.现代光学薄膜技术[M].浙江大学出版社,2006.

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采用德国薄膜制备工艺，形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系，能够制备各种超高性能光学薄膜，包括红外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜，应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
卷柔新技术拥有自主知识产权的全自动生产线【sol-gel溶胶凝胶法镀膜线】，这条生产线能够生产全球先进的减反射玻璃。镀膜版面可达到2440*3660mm，玻璃厚度从0.3mm到12mm都可以,另外针对PC,PMMA方面的增透膜也具有量产生产能力。ARcoating减反膜基本接近无色,色彩还原性好，并且可以避免了磁控溅射的缺点，镀完增透膜后玻璃可以做热弯处理和钢化处理以及DIP打印处理。这个难度和具有很好的应用性，新意突出，实用性突出，湿法镀膜在价格方面也均优于真空磁控的干法。

卷柔减反射(AR)玻璃的特点:高透,膜层无色,膜硬度高,抗老化性强(耐候性强于玻璃),玻璃长期使用存放不发霉,且有一定的自洁效果.AR增透减反膜玻璃产品广泛应用于**文博展示、低反射幕墙、广告机玻璃、节能灯具盖板玻璃、液晶显示器保护玻璃等多行业。
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