光学小知识系列-征询意见

磨砂工

早上在检测一个棱镜胶合件，感觉挺好看的，就随手拍了一张！
之前写了《光学小知识系列》关于折射望远镜“色差”的专题系列三篇，介绍了“色差”这一本质像差的成因、解决方法和大家相对熟悉的玻璃原材料。
从事光学行业多年的经验告诉我，爱好者关心的相关技术主要有：光学设计、精密的机械及组装调试、光学玻璃原材料、各类光学像差……还有一大块就是 关乎整套系统光学品质的关键技术——光学镀膜！
光学设计、机械制造不是我的专长，下一个知识主题打算聊聊“光学镀膜”。
镜友们有什么意见、建议，欢迎跟帖！

zou416

镀膜对提升光学的关键工艺是什么？ 是镀膜的厚度吗？

海盗123

为什么镀膜材料要用氟化镁

ytwiger

膜系的设计原理和实现方式

岛上闲人

什么都感兴趣！随便说吧:lol

磨砂工

zou416 发表于 2025-4-21 21:50
镀膜对提升光学的关键工艺是什么？ 是镀膜的厚度吗？

好问题！应该这样理解，膜层厚度的控制技术，是光学镀膜的关键技术之一！膜层厚度需与目标波长、材料折射率及干涉条件严格匹配！
例：氟化镁的单层镀膜，膜层厚度是目标550nm波长的四分之一！计算如下：
             550nm/（4*nd1.38）=膜层厚度100nm

磨砂工

海盗123 发表于 2025-4-22 09:31
为什么镀膜材料要用氟化镁

也是个好问题，先简单回答一下：
要实现镀单层膜来增加镜片透过率，就要找到合适的镀膜材料，寻找的法则是这种材料的光学折射率要在玻璃基材和空气之间，假设基材折射率为1.5，空气为1.0，那最合适的薄膜折射率为1.225，这样镀膜就能实现0反射！可惜还没能找到这样的材料！
氟化镁的折射率是1.38，并且性能稳定，所以它是较为常用的低折射率材料！

hejun

光学全忘了，请教一下，为什么折射率1.225可以实现0反射。

zou416

磨砂工 发表于 2025-4-22 10:32
好问题！应该这样理解，膜层厚度的控制技术，是光学镀膜的关键技术之一！膜层厚度需与目标波长、材料折射 ...

如何精确控制膜层厚度？

磨砂工

ytwiger 发表于 2025-4-22 09:38
膜系的设计原理和实现方式

回答这个问题需要篇幅！要让我想一下，文章里该怎样介绍描述！
先简要回答一下！光学镀膜膜系的种类太多了：增透、半透、增反、半反、分光、偏振、宽带、窄带……！
但我估计您是想知道我们常见的增透膜！
增透膜原理是利用光的干涉效应，当光在膜层上下表面反射时，如果两束反射光的光程差为半波长的奇数倍，就会发生相消干涉，减少反射光，从而增加透射率。增透膜的一般实现方式是，把不同膜层厚度设计为特定波长（各种色光）的四分之一，因为这个厚度可以使得反射光相消，达到最佳的增透效果。

磨砂工

岛上闲人 发表于 2025-4-22 10:29
什么都感兴趣！随便说吧

好！
这么聊一聊，有助于梳理一下我的写作思路！

磨砂工

hejun 发表于 2025-4-22 11:11
光学全忘了，请教一下，为什么折射率1.225可以实现0反射。

哈哈哈……！这是理论意义上的计算值！
玻璃1.5，空气1.0，那么sqrt(1.5* 1.0) ≈折射率 1.225。所以，镀层的折射率等于空气和基材折射率的几何平均数，且膜层厚度为1/4波长，就可以在550nm这个特定波长下实现零反射，还要求是垂直入射的光线哦！

海盗123

多层镀膜如何降低反射？某层膜减少了特定波长反射，就会增加其它波长差别大的光线反射。射

磨砂工

zou416 发表于 2025-4-22 11:30
如何精确控制膜层厚度？

各村都有各村的高招！……:lol
讲一个小故事，我太太就是做镀膜的，30多年前她用一种钟罩式真空镀膜机为单反相机镜头的镜片镀膜，膜层厚度的控制完全靠经验，透过视窗用眼睛看，手动控制终止膜层附着，我试过，完全把握不好关闭时机，不是早了就是晚了！！！图片是网上找到的

jhydzr

镀膜如何保护保养，什么样的环境和外部因素会导致膜层的损坏和失效，谢谢！

ft817

磨砂工 发表于 2025-4-22 14:11
哈哈哈……！这是理论意义上的计算值！
玻璃1.5，空气1.0，那么sqrt(1.5* 1.0) ≈折射率 1.225。所以， ...

550纳米是什么颜色啊？
其他波长损耗大么？损耗大那就相当于加了个单色滤镜:lol

funder

ft817 发表于 2025-4-22 19:23
550纳米是什么颜色啊？
其他波长损耗大么？损耗大那就相当于加了个单色滤镜

550nm是人眼最敏感的黄绿色。因为可见光波长范围并不大，所以单层镀膜550nm理想增透时，更长的650nm和更短的460nm虽然增透效果差一些，但也没有达到增反。因为红光和蓝光残余反射更多，所以单层镀膜一般呈现蓝色或者蓝紫色反光。

funder

海盗123 发表于 2025-4-22 14:18
多层镀膜如何降低反射？某层膜减少了特定波长反射，就会增加其它波长差别大的光线反射。射

并不是一层镀膜针对一个波长，而是每一个界面会产生一个反射波。比如5层镀膜就有6个反射波，通过膜层的折射率控制反射强度，通过膜层的厚度（和折射率）控制每个反射波之间的相对相位差，可以让这6束光在较宽的可见光范围内实现最大程度的干涉相消。

当然，如果愿意增反也可以，比如大红膜就是增反镀膜。天文望远镜的天顶镜，双筒望远镜的别汉棱镜反射镀膜也是用多膜层增反的原理来反射的。

海盗123

funder 发表于 2025-4-22 19:35
并不是一层镀膜针对一个波长，而是每一个界面会产生一个反射波。比如5层镀膜就有6个反射波，通过膜层的折 ...

反射波叠加像傅里叶变换那样？

磨砂工

海盗123 发表于 2025-4-22 14:18
多层镀膜如何降低反射？某层膜减少了特定波长反射，就会增加其它波长差别大的光线反射。射

干涉相消的大原理和单层镀膜一样！多通道多层减反增透镀膜所解决的就是您的担心。
例如：
覆盖可见光至近红外光的典型8层增透镀膜设计，通常使用3-4种不同折射率的镀膜材料，用高、低折射率材料交替堆叠，通过干涉效应实现宽波段低反射。