半透半反膜和二向色分光膜
Ⅰ 現代測試技術在有色寶石學研究中的作用
為了解決有色寶石學中不斷出現的新問題，波譜分析、微束等現代測試技術得以引入及應用。表1-5-1列出了電磁波譜在寶石學中的應用，各種不同的電磁波與物質相互作用產生各種譜學信息，這類儀器大多稱為分光光度計(光譜儀)。
表1-5-1 電磁波譜在寶石現代測試中的應用
微束是指用電子束、離子束、激光束、質子束或其他粒子束來激發樣品的微區，微束分析中，微束激發源(即入射光束)與樣品作用產生各種信息，產生的信息主要有:特徵X射線、連續X射線、二次電子、二次離子、背散射電子、俄歇電子、透射電子、吸收電子、陰極熒光等。將這些信息收集、分析處理、放大、轉換成各種圖像、圖譜或強度數字，可進行成分、形貌和結構的直接觀察和測定。
在有色寶石學研究中採用的微束和譜學現代測試技術方法主要有紫外—可見光分光光度計、紅外光譜儀、X射線粉晶衍射儀、X射線熒光光譜分析儀、電子探針、掃描電鏡、拉曼光譜和陰極發光等。
一、傅立葉變換紅外光譜儀
1.基本原理
寶石在紅外光的照射下，引起晶格(分子)、絡陰離子團和配位基的振動能級發生躍遷並吸收相應的紅外光而產生的光譜稱為紅外光譜(Infrared Spectra)。測量和記錄紅外吸收光譜的儀器稱為紅外分光光度計(或紅外光譜儀)。它利用物質對紅外光的選擇性吸收，定性或定量分析有色寶石的組成或結構。
紅外光譜是波長約為0.78～1000μm的電磁波，通常將整個紅外光區分為以下3個部分:
1)遠紅外光區:波長為25～1000μm，波數為400～10cm-1。一般寶石分析不在此區范圍內進行。
2)中紅外光區:波長為2.5～25μm，波數為4000～400cm-1。該區的吸收帶主要為基頻吸收帶，可分為兩個區域，即基團頻率區和指紋區。基團頻率區(又稱官能團區或特徵頻率區)分布在4000～1500cm-1區域內，出現的基團特徵頻率較穩定，可利用該區紅外吸收特徵峰鑒別寶石中可能存在的官能團。指紋區分布在1500～400cm-1區域，可以通過該區域的圖譜來識別特定的分子結構。
3)近紅外光區:波長為0.78～2.5μm，波數為12820～4000cm-1，該區的光譜可用於研究稀土和其他過渡金屬離子的化合物，以及水、含氫原子團化合物的分析、檢測O-H、N-H、C-H伸縮振動，可用於檢測寶石充填的膠、蠟或有機染料。
2.儀器組成
在寶石測試和研究中，主要採用傅立葉變換紅外光譜儀。如圖1-5-1所示，在傅立葉變換紅外光譜儀中，首先是把光源發出的光經邁克爾遜干涉儀變成干涉光，再讓干涉光照射樣品。經檢測器(探測器—放大器—濾波器)獲得干涉圖，由計算機將干涉圖進行傅立葉變換得到光譜。其特點是:掃描速度快，適合儀器聯用;不需要分光，信號強，靈敏度高。
圖1-5-1 傅立葉變換紅外光譜儀工作原理示意
3.測試方法
1)透射法:透射法包括粉末透射法、直接透射法兩種。粉末透射法為有損檢測方法，適用於寶石礦物原料，需按要求將樣品粉末與溴化鉀以1∶100～1∶200的比例混合，壓製成一定直徑或厚度的透明片，然後進行測定。直接透射法是將寶石直接置於樣品台上進行測試。
2)反射法:紅外反射光譜(鏡、漫反射)在寶石鑒定與研究中具有重要意義。要求待測寶石樣品至少有一個拋光良好的光面。對於半透明—不透明的玉石材料，如翡翠、軟玉和綠松石，漫反射附件裝置可提供令人滿意的光譜。
4.應用
紅外光譜一般以波數(cm-1)作橫坐標，以透過率或吸收率為縱坐標。根據紅外光譜的譜帶數目、位置、形狀及強度等進行分析。主要用途有:
①確定寶石品種;②寶石中的羥基、水分子的檢測;③劃分鑽石類型;④鑒別人工充填處理寶石，如翡翠A貨和B貨的區別。
二、紫外—可見分光光度計
紫外—可見吸收光譜是在電磁輻射作用下，由寶石中原子、離子或分子的價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷而產生的一種分子吸收光譜。具不同晶體結構的各種有色寶石，其內所含的致色雜質離子對不同波長的入射光具有不同程度的選擇性吸收，根據樣品吸收波長(波長范圍)及吸收程度，對樣品中組成成分進行定性或定量分析。按所吸收光的波長區域不同，分為紫外分光光度法和可見分光光度法，合稱為紫外—可見分光光度法。
1.結構和工作原理
紫外—可見分光光度計類型很多，其工作原理見圖1-5-2，寶石測試中常用的分光光度計如圖1-5-3所示。光由單色器分光後經反射鏡分解為強度相等的兩束光，一束通過參比池，一束通過樣品池。光度計能自動比較兩束光的強度，此比值即為試樣的透射比，經對數變換將它轉換成吸光度並作為波長的函數記錄下來。雙光束分光光度計一般都能自動記錄吸收光譜曲線。由於兩束光同時分別通過參比池和樣品池，還能自動消除光源強度變化所引起的誤差。
圖1-5-2 紫外可見光分光光度計原理框圖
圖1-5-3 紫外可見光分光光度計
2.測試方法
用於寶石的測試方法可分為兩類，即直接透射法和反射法。直接透射法是將寶石樣品的光面或戒面直接置於樣品台上，獲取寶石的紫外可見吸收光譜，屬無損測試方法，但從中獲得的有關寶石的信息十分有限;反射法是利用紫外—可見分光光度計的反射附件(如鏡反射和積分球裝置)，有助於解決直接透射法在測試過程中遇到的問題。
3.寶石學應用
1)檢測人工優化處理寶石。
2)區分某些天然與合成寶石。
3)探討寶石呈色機理。
三、X射線熒光光譜儀(X-Ray Fluorescence Spectrometry，XRF)
X射線是一種波長在0.001～10nm之間的電磁波。對已鑲和未鑲的寶石成品、原石、珠串以及寶石材料的粉末等，均可用X射線來進行檢測。X射線熒光光譜分析與電子探針分析相似，但不同的是前者激發源使用X射線，後者使用電子束。
1.原理
X射線熒光的波長λ與元素的原子序數Z有關，隨著元素的原子序數的增加，特徵X射線有規律地向短波長方向移動。各種不同的元素都有本身的特徵X射線熒光波長，只要測出熒光X射線的波長，就可知道元素的種類，這是熒光X射線定性分析的基礎，熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，這就是用X射線熒光光譜儀進行定量分析的依據。
2.儀器類型
(1)波長色散光譜儀
通過分光晶體對不同波長的X射線熒光進行衍射而達到分光的目的，然後用探測器探測不同波長處的X射線熒光強度。儀器由X射線發生器、晶體分光器、準直器、檢測器、多道脈沖分析器、計算機等組成。
(2)能量色散X射線熒光光譜儀(EDXRF)
利用熒光X射線具有不同能量的特點，將其分開並檢測，依靠半導體探測器來完成。儀器由X射線發生器、檢測器、放大器、多道脈沖分析器、計算機組成。
X射線熒光能譜儀(EDXRF)對X射線的總檢測效率比波譜高，在寶石學中應用最廣泛。可同時測定樣品中幾乎所有的元素，分析速度快;缺點是能量解析度差，探測器必須在低溫下保存，對輕元素檢測有困難。
3.樣品制備及測試適用性
樣品要求表面拋光。X射線熒光光譜儀的適用性如下:①分析快速、准確、無損，適用於各種寶石;②分析的元素范圍廣，從4Be至92U均可檢測;③熒光X射線譜線簡單，相互干擾少，樣品不必分離，分析方法比較簡便;④分析濃度范圍較寬，從常量到微量均可檢測，重元素檢測限可達10-6量級，輕元素稍差。
4.應用
1)貴金屬首飾成色檢測。
2)鑒定寶石種屬及亞種。
3)區分某些天然寶石和合成寶石。
4)鑒別某些人工優化處理的寶石。
5)判斷寶石產地。
圖1-5-4 新疆珊瑚化石的粉晶X射線衍射圖C—方解石;D—白雲石
四、X射線粉末衍射(X-ray Diffraction，XRD)
用於測定晶體結構的X射線，波長為0.055～0.25nm，這個波長范圍與晶體點陣面的間距大致相當。多晶衍射儀法是利用計數管和一套計數放大測量系統，把接收到的衍射光轉換成一個大小與衍射光強成正比的訊號記錄下來。多晶衍射所得的基本數據是「d-I」值(衍射面間距和衍射強度)，每一種晶體因結構不同，會有不同的衍射樣式和衍射強度，都有一套特徵的「d-I」數據，圖1-5-4所示為新疆吐魯番珊瑚化石的X射線衍射分析結果，橫坐標衍射角為2θ，對應衍射角θ可求d值，縱坐標表示強度I。根據特徵的「d-I」數據可以查手冊或X射線衍射資料庫，得到其物相主要為方解石，還有少量的文石。
X射線粉末衍射法可以不破壞樣品，如翡翠，軟玉、石英岩玉等做的戒面、耳環和小的掛件等都可用X射線衍射進行物相鑒定。對於大的玉雕或寶石則只能破壞樣品，從原石碎塊或雕件底部刮下極少量的樣品，碾成粉末，然後進行快速的分析以鑒別晶質材料。
五、電子探針(Electron Micro-probe)
電子探針主要用於定量或定性地分析寶石礦物的微區成分、近表面的寶石包裹體的成分、觀察寶石表面形貌及結構特徵。
1.儀器組成和基本原理
電子探針一般由電子槍、電子透鏡、樣品室、信號檢測、顯示系統及真空系統等組成。電子槍用以發射具有一定能量的電子束轟擊寶石樣品待測微區，在樣品表面產生特徵X射線、二次電子、背散射電子等信息。通過測定特徵X射線的波長，即可確定樣品中所含元素的種類，將樣品中所測得的某元素的特徵X射線強度與標准樣品中相同元素的特徵X射線強度相比，從而得到該元素在樣品中的實際含量。根據二次電子的強度還可作寶石樣品的形貌分析。
2.樣品制備及要求
寶石樣品大小一般要求直徑Φ≤25mm，高度H≤10mm。用於定量分析的寶石，樣品表面要磨平和拋光，樣品表面應具有良好的導電性，若不導電，應在樣品表面鍍碳膜(金屬膜)。
3.分析儀器
電子探針根據收集特徵X射線的儀器不同，分為波譜分析和能譜分析兩種方法。能譜儀(EDS)中探測器可以接收到更多的X射線，因此檢測效率較高。能譜儀的解析度比波譜儀低，但測試速度快，僅需幾分鍾就可得到全譜定性分析結果，波譜儀(WDS)只能逐個測定每一元素的特徵波長，一次全分析往往需要幾個小時。波譜儀可以測量4Be—92U之間的所有元素，能譜儀一般只能分析原子序數在11以上的元素。
4.分析方法
①點分析，用於測定樣品上某個指定點的化學成分;②線分析，用於測定某種元素沿給定直線分布的情況;③面分析，用於測定某種元素的面分布情況。
5.電子探針在寶石學中的應用
1)根據成分鑒定寶石的種類。
2)根據某些微量元素區分天然寶石與合成寶石。
3)根據成分變化特點區分某些優化處理的寶石。
4)研究寶石內部的包裹體成分。
5)根據背散射圖像和二次電子圖像分析寶石表面微形貌。
六、掃描電鏡(Scanning Electronic Micros)
掃描電鏡用細聚焦的電子束轟擊樣品表面，通過電子與樣品相互作用產生的信息對樣品表面或斷口形貌進行觀察和分析，也可結合能譜儀對樣品化學成分進行分析。
1.基本原理
電子束在試樣表面掃描，與樣品相互作用產生二次電子像(SE)、背散射電子像(BE)，特徵X射線等信號，這些信號分別被不同的接收器接收而成像。
2.樣品制備
樣品最大直徑一般不超過15mm。如果單為觀察形貌像，直徑稍大一些(39mm)仍可以使用，但試樣必須導電。若不導電，須在表面鍍上一層厚約200Å碳或150Å的金。
3.SEM在寶石學上的應用
1)根據二次電子圖像或背散射圖像觀察寶石的表面微形貌。
2)利用掃描電鏡所帶的能譜儀對寶石的化學成分進行測試。
七、拉曼光譜(Raman Spectrum)
不同物質的分子或不同礦物結構具有不同的拉曼光譜特徵。通過分析寶石拉曼光譜的特徵峰位、峰強、線型、線寬而達到鑒定識別寶石的目的。
1.基本原理
激光拉曼光譜是一種激光光子與寶石分子發生非彈性碰撞後，改變了原有入射頻率的一種分子聯合散射光譜，通常將這種非彈性碰撞的散射光光譜稱為拉曼光譜。
拉曼散射中，當散射光的頻率低於入射光的頻率時，分子能量損失，這種類型的散射線稱為斯托克斯線;若散射光的頻率高於入射光的頻率，則分子能量增加，這類散射線稱為反斯托克斯線。前者是分子吸收能量躍遷到較高能級，後者是分子放出能量躍遷到較低能級。
由於常溫下分子通常都處在振動基態，所以拉曼散射中以斯托克斯線為主，反斯托克斯線的強度較低，一般很難觀察到。斯托克斯線和反斯托克斯線統稱為拉曼光譜。一般情況下，拉曼位移由寶石分子結構中的振動能級所決定，而與其輻射光源無關。
2.儀器結構
激光拉曼光譜儀的主要部件有:激光光源、樣品室、分光系統、光電檢測器、記錄儀和計算機。如圖1-5-5和圖1-5-6所示。激光光源通常用514.5nm綠色激光。
圖1-5-5 激光拉曼光譜儀結構框圖
圖1-5-6 激光拉曼光譜儀
3.儀器特點
1)測試精度高、靈敏，測量下限可達10-9g;微區微量檢測，可實現1～2μm微區測試。
2)無損檢測，無需特別制樣。
3)固相、氣相、液相均適用，可定性-定量分析氣液相成分，分析CO2、N2、CH4等揮發組分，也可測氣液包體的鹽度。
4)可測距離表面5mm下的寶石內部包裹體。
4.寶石學中的應用
1)鑒別寶石種:可直接利用拉曼光譜對寶石進行無損鑒定，根據拉曼標准圖譜進行比對，確定寶石的種屬，與相似寶石區別。
2)利用拉曼光譜對寶石的包裹體進行研究，有利於區別天然寶石和合成寶石、確定寶石產地並對寶石包裹體的成因類型進行研究。拉曼光譜具有解析度和靈敏度較高且快速無損等優點，特別適用於寶石內部1μm大小的單個流體包體及各類固相礦物包體的鑒定與研究。若在兩個物相交界處，則同時產生兩個物相的拉曼散射光譜。
3)利用拉曼光譜分析測試技術可以鑒別某些人工優化處理的寶石。
4)區別天然寶石和合成寶石。
八、陰極發光儀(Cathode Luminescence，CL)
陰極發光是物體在從陰極射線管發出的具有較高能量的加速電子束激發下發出可見光的現象。不同寶石由於含有不同的激活劑元素，因而產生不同的陰極發光，其光波波長和強度與該寶石的成分、結構、微量雜質等有關。
1.儀器的組成和功能
儀器主要由高壓發生器、真空系統、電子槍、樣品室和顯微鏡組成。儀器各部分作用是:高壓發生器產生0～16kV的負高壓;真空系統，產生和維持5～200Pa的中度真空;電子槍發射電子束激發樣品發光;顯微鏡用於觀察樣品發光的顯微特徵。
2.寶石陰極發光的特徵
寶石陰極發光的特徵主要包括陰極發光的圖案、顏色、亮度和陰極發光光譜等。陰極發光的圖案主要研究寶石晶體生長的特點與過程、玉石的結構等;陰極發光的顏色主要用來區別不同的發光體，如寶石中不同的生長區、充填物、致色劑等;陰極發光的亮度區別發光中心的類型和密度;陰極發光的光譜定量地描述寶石陰極發光的顏色和亮度。
3.陰極發光在寶石學中的應用
陰極發光技術是研究金剛石內部結構的重要手段之一。通過高能陰極射線激發金剛石中的雜質和晶格缺陷造成發光中心，從而產生不同的陰極發光圖案。這些圖案隨金剛石生長扭曲、晶格缺陷和雜質的成分、分布情況等變化而變化，為區分天然金剛石與合成金剛石提供關鍵的證據，也可用於區分淡水珍珠和海水珍珠。陰極發光的樣式可揭示淡水珍珠生長和組成的某些特點，研究表明，在陰極射線激發下，淡水養殖珍珠和處理珍珠發黃綠或綠色光，而各色海水養殖珍珠和處理珍珠不發光。市場上很多染色黑珍珠都是淡水珍珠，因此可利用陰極發光與塔希提黑珍珠區別。陰極發光特徵可作為無損鑒別海水、淡水養殖珍珠以及處理養殖珍珠的主要依據之一。
Ⅱ 電影《紅番區》里成龍在超市裡照的鏡子是什麼原理
半透鏡------- 半透鏡是一種特殊的鏡子，可以透過一半光，而反射另一半光。一般是鍍了分光膜，允許有的波長的光透過，有的波長的光反射。一般情況下是3種顏色的光RGB,一種反射,2種投射,可以按照技術要求而改變的.最好舉個例子,比如說GDM,就是把綠光反射,其餘的投射過去,就是和膜的類型有關。 利用光波干涉原理，在鏡片的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4 波長的光學厚度，使光線不再只被玻璃—空氣界面反射，而是空氣—薄膜、薄膜—玻璃二個界面反射，因此產生干涉現象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率更低，但是鍍一層或二層都有缺點：低反射率的波帶不移寬，不能在可見光范圍都達到低反射率。1961年Cox、Hass和 Thelen三位首先發表以1/4一1/2一1/4波長光學厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的，也可做到窄波帶的。也就是針對其一波長如氨氟雷射632.8nm波長，要求極高的透射，可使63Z.8nm這一波長透射率高達99.8%以上，用之於雷射儀器。但若需要對某一波長的光線有看極高的反射率需要用高低不同折射系數的材料反覆蒸鍍數十層才可達到此效果。
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Ⅲ 誰知道dichroicfilter二向色濾光片的結構和特點
dichroic filter（二向色濾光片）制就是一種光學鏡片。常規燈里當然沒這個鏡片。
光學鏡片：
按濾光片的光譜特性分
帶通濾光片
截止濾光片
二向分光濾光片
中性密度濾光片
反射濾光片
按應用類型和特點分
醫療生化儀用濾光片
生物晶元閱讀儀濾光片
熒光顯微鏡用濾光片
警用多波段濾光片
激光波長濾光片
分析譜線濾光片
汞燈譜線濾光片
按工作的光譜波段分
紫外濾光片
可見濾光片
紅外濾光片
按膜層材料和製造技術分
軟膜濾光片
硬膜濾光片
二向色濾波片特點、作用：
（1）增色或減色
增色或減色濾波片可以起到分色的作用。
（2）二向色濾波片組
二向色濾波片組的交叉使用可以得到所需顏色的波段。在顏色的處理中運用比較廣泛。
Ⅳ 照相機的鏡頭上塗一層增透膜，原理是薄膜干涉，為什麼有增透作用
原因是：當入射光照到鏡頭時，如果從薄膜前後兩表面反射來的兩列光波其路程差版恰好等於半波長的奇數倍，兩權列波便產生相消干涉，振動減弱，於是大大地加強了透射光的強度，達到增透的目的。
增透膜為的就是增加進光量，那樣照片的色彩才能夠足夠的鮮明靚麗，也可以說增透膜就是為了增加成像的質量。
(4)半透半反膜和二向色分光膜擴展閱讀
光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜，常用的是前4種。
光學反射膜用以增加鏡面反射率，常用來製造反光、折光和共振腔器件。
光學增透膜沉積在光學元件表面，用以減少表面反射，增加光學系統透射，又稱減反射膜。
光學濾光膜用來進行光譜或其他光性分割，其種類多，結構復雜。
光學保護膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強度或穩定性，改進光學性質。最常見的是金屬鏡面的保護膜。
Ⅳ 警察局裡用來讓證人辨認犯人的鏡子叫什麼，是什麼原理
老百姓才說「單面透鏡」，業余。我來說吧，樓主。
半透鏡-------
半透鏡是一種特殊的鏡子，可以透過一半光，而反射另一半光。一般是鍍了分光膜，允許有的波長的光透過，有的波長的光反射。一般情況下是3種顏色的光RGB,一種反射,2種投射,可以按照技術要求而改變的.最好舉個例子,比如說GDM,就是把綠光反射,其餘的投射過去,就是和膜的類型有關。
利用光波干涉原理，在鏡片的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4 波長的光學厚度，使光線不再只被玻璃—空氣界面反射，而是空氣—薄膜、薄膜—玻璃二個界面反射，因此產生干涉現象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率更低，但是鍍一層或二層都有缺點：低反射率的波帶不移寬，不能在可見光范圍都達到低反射率。1961年Cox、Hass和 Thelen三位首先發表以1/4一1/2一1/4波長光學厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的，也可做到窄波帶的。也就是針對其一波長如氨氟雷射632.8nm波長，要求極高的透射，可使63Z.8nm這一波長透射率高達99.8%以上，用之於雷射儀器。但若需要對某一波長的光線有看極高的反射率需要用高低不同折射系數的材料反覆蒸鍍數十層才可達到此效果。
Ⅵ 半透鏡相機的半透鏡
半透鏡是一種特殊的鏡子，可以透過一半光，而反射另一半光。一般是鍍了分光膜，允內許有的波長的光容透過，有的波長的光反射。一般情況下是3種顏色的光RGB,一種反射,2種投射,可以按照技術要求而改變的.最好舉個例子,比如說GDM,就是把綠光反射,其餘的投射過去,就是和膜的類型有關。
Ⅶ 什麼是半透鏡
半透鏡顧名思義，半透鏡在一定的條件下可以看透，沒有符合一定條件看不透。跟二版極管有點相似。現權在半透鏡廣泛用於相機，手機，顯示屏，裝飾品，燈箱，廣告，玩具，半透鏡相機等不同的行業。
半透鏡可以分為兩種：有機半透鏡和無機半透鏡。
1、無機半透鏡是在無機玻璃（普通玻璃）裡面添加某種色素，形成的半透效果。同樣可以分為顏色半透鏡和電鍍半透鏡。
2、有機半透鏡，通常是採用透明的有機玻璃製造而成，工藝分很多種：常見的工藝有：顏色半透鏡，電鍍半透鏡兩種
(7)半透半反膜和二向色分光膜擴展閱讀：
顏色半透鏡 常用於裝飾，玩具，廣告等行業
1、顏色半透鏡的優點：不容易褪色，顏色多樣話，可以自己選定顏色配置，色澤均勻；
2、顏色半透鏡的缺點：配色比較難，非專業認識很難根據樣板配出合適的顏色，幾乎不可能配出一模一樣的半透鏡；單次單色定量比較大。單價相對透明板要高一點；
Ⅷ 半反射膜有什麼光學性質
半透鏡是一種特殊的鏡子，可以透過一半光，而反射另一半光。一般是鍍了分光膜，允許有的波長的光透過，有的波長的光反射。一般情況下是3種顏色的光RGB,一種反射,2種投射,可以按照技術要求而改變的.最好舉個例子,比如說GDM,就是把綠光反射,其餘的投射過去,就是和膜的類型有關。
光學薄膜概論
光學工業除了鏡片的研磨，系統之設計以外，有一項科技是發展高級光學儀器所不可缺的，就是光學薄膜的蒸鍍技術。何謂光學薄膜，就是在鏡片上鑲上一層或多層非常薄的特殊材料，使鏡片能達到某種特定的光學效果。我們所常見的太陽眼鏡，抗反射鏡片就是一個光學薄膜在日常生活上最簡單的應用 。其他如各種反射鏡、濾光鏡、各式鏡頭及雷射鏡片，都要用到光學薄膜這一項技術。
光學薄膜的基本原理是利用光線的干涉效應，當光線入射於不同折射系數物質所鍍成的薄膜，產生某種特殊光學特性。光學薄膜就其所鍍材料之不同，大體可分為金屬膜和非金屬膜。金屬膜：主要是作為反射鏡和半反射鏡用。在各種平面或曲面反射鏡，或各式稜鏡等，都可依所需鍍上Al、Ag、Au、Cu等 各種不同的材料。不同的材料在光譜上有不同的特性。AI的反射率在紫外光、可見光、近紅外光有良好的反射率，是鍍反射鏡最常使用的材料之一。Ag膜在可見光和近紅外光部份的反射率比AI膜更高，但因其易氧化而失去光澤，只能短暫的維持高反射率，所以只能用在內層反射用，或另加保護膜。非金屬膜:用途非常廣泛，例如抗反射鏡片．單一波長濾光片、長或短波長通過濾光片、熱光鏡、冷光鏡、各種雷射鏡片等，都是利用多種不同的非金屬材料，蒸鍍在研磨好之鏡杯上，層數由單層到數十、百層不等，視需要的不同，而有不同的設計和方法。目前這些薄膜中被應用得最廣泛，最商業化，也是一般人接觸到最多的，就是抗反射膜。例如眼鏡、照相機鏡頭、顯微鏡等等都是在鏡片上鍍抗反射膜。因為若是不加以抗反射無法得到清晰明亮的影像了，因此如何增加其透射光線就是一個非常重要的課題。
利用光波干涉原理，在鏡片的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4 波長的光學厚度，使光線不再只被玻璃—空氣界面反射，而是空氣—薄膜、薄膜—玻璃二個界面反射，因此產生干涉現象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率更低，但是鍍一層或二層都有缺點：低反射率的波帶不移寬，不能在可見光范圍都達到低反射率。1961年Cox、Hass和 Thelen三位首先發表以1/4一1/2一1/4波長光學厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的，也可做到窄波帶的。也就是針對其一波長如氨氟雷射632.8nm波長，要求極高的透射，可使63Z.8nm這一波長透射率高達99.8%以上，用之於雷射儀器。但若需要對某一波長的光線有看極高的反射率需要用高低不同折射系數的材料反覆蒸鍍數十層才可達到此效果。
光學薄膜的製造是以真空蒸鍍方式製作，大體可分為三種方式：熱電阻式、電子槍式和濺射方式。最普通的方式為熱電阻式，是將蒸鍍材料在真空蒸鍍機內置於電阻絲或片上，在高真空的情況下，加熱使材料成為蒸氣，直接鍍於鏡片上。由於有許多高熔點的材料，不易使用此種方式使之熔化、蒸鍍。而以電子槍改進此缺點，其方法是以高壓電子束直接打擊材料，由於能量集中可以蒸鍍高熔點的材料。另一方式為濺射方式，是以高壓使惰性氣體離子化，打擊材料使之直接濺射至鏡片，以此方式所作薄漠的附著力最好
光學薄膜
optical coating
由薄的分層介質構成的，通過界面傳播光束的一類光學介質材料。光學薄膜的應用始於20世紀30年代。現代，光學薄膜已廣泛用於光學和光電子技術領域，製造各種光學儀器。
光學薄膜的特點是：表面光滑，膜層之間的界面呈幾何分割；膜層的折射率在界面上可以發生躍變，但在膜層內是連續的；可以是透明介質，也可以是吸收介質；可以是法向均勻的，也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。這是因為：制備時，薄膜的光學性質和物理性質偏離大塊材料，其表面和界面是粗糙的，從而導致光束的漫散射；膜層之間的相互滲透形成擴散界面；由於膜層的生長、結構、應力等原因，形成了薄膜的各向異性；膜層具有復雜的時間效應。
光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4種。光學反射膜用以增加鏡面反射率，常用來製造反光、折光和共振腔器件。光學增透膜沉積在光學元件表面，用以減少表面反射，增加光學系統透射，又稱減反射膜。光學濾光膜用來進行光譜或其他光性分割，其種類多，結構復雜。光學保護膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面，用以增加其強度或穩定性，改進光學性質。最常見的是金屬鏡面的保護膜。
光學薄膜
光學薄膜泛指在光學器件或光電子元器件表面用物理化學等方法沉積的、利用光的干涉現象以改變其光學特性來產生增透、反射、分光、分色、帶通或截止等光學現象的各類膜系。它可分為增透膜、高反膜、濾光膜、分光膜、偏振與消偏振膜等。光電信息產業中最有發展前景的通訊、顯示和存儲三大類產品都離不開光學薄膜，如投影機、背投影電視機、數碼照相機、攝像機、DVD，以及光通訊中的DWDM、GFF濾光片等，光學薄膜的性能在很大程度上決定了這些產品的最終性能。光學薄膜正在突破傳統的范疇，越來越廣泛地滲透到從空間探測器、集成電路、生物晶元、激光器件、液晶顯示到集成光學等各學科領域中，對科學技術的進步和全球經濟的發展都起著重要的作用，研究光學薄膜物理特性及其技術已構成現代科技的一個分支——薄膜光學。光學薄膜技術水平已成為衡量一個國家光電信息等高新技術產業科技發展水平的關鍵技術之一。
Ⅸ 光學薄膜的常用種類
Veitch Tech的液晶顯示光學薄膜是一種通過微結構產生光線多次折射及聚焦原理形成的光學膜，其獨特的技術和工藝而減少光 線吸收，保證了光線穿透而亮度更高。除可以提高亮度收益之外， 還可以通過光的折射及散射而起到光擴散，霧化功能效果。
增光膜
增光膜（BEF）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸樹脂，精密成型一層分散一致的棱鏡結構及背面光擴散層組合的光學薄膜，運用在液晶顯示的上層增光,使光線經由增光之微結構進行光的回收與聚光，產生增亮的效果，高亮度設計，帶擴散功能, 由於擴散層的基理,從而消除光耦合（Wet out） 現象，光顯示更加均勻，柔和。
擴散膜
擴散片（DL系列）是在透明性非常好的PET表面，使用丙烯酸樹脂，精密塗布一層隨機分散的微米結構的擴散粒子，在PET的相對面再精密塗布一層隨機分散的微米結構的抗靜電粒子，運用在液晶顯示器中,使光線經由擴散層產生多次折射及繞射,從而起到均光作用，讓光顯示更加均勻柔和。
反射膜
反射片為在流延法製造時，在PET樹脂中摻雜HR高分子光學劑及增塑劑，以達到遮光和高反射效果之膜片，由於在膜片的中間層具有一定的吸收光線，而降低了反射效果。故此，在表面增加一層HR介質膜層，達到更佳的反射效果並具有抗紫外線黃變功能。
光學薄膜的簡單模型可以用來研究其反射、透射、位相變化和偏振等一般性質。如果要研究光學薄膜的損耗、損傷以及穩定性等特殊性質，簡單模型便無能為力了，這時必須考慮薄膜的結晶構造、體內結構和表面狀態，薄膜的各向異性和不均勻性，薄膜的化學成分、表面污染和界面擴散等等。考慮到這些因素後，那就不僅要考慮它的光學性質，還要研究它的物理性質、化學性質、力學性質和表面性質，以及各種性質之間的滲透和影響。因此光學薄膜的研究就躍出光學范疇而成為物理、化學、固體和表面物理的邊緣學科。
雖然薄膜的光學現象早在17世紀就為人們所注意，但是把光學薄膜作為一個課題進行專門研究卻開始於20世紀30年代以後，這主要因為真空技術的發展給各種光學薄膜的制備提供了先決條件。時至今日，光學薄膜已得到很大發展，光學薄膜的生產已逐步走向系列化、程序化和專業化，但是，在光學薄膜的研究中還有不少問題有待進一步解決，光學薄膜現有的水平在不少工作中還不能滿足要求，需要提高。在理論上，不但薄膜的生長機理需要搞清，而且薄膜的光學理論，特別是應用於極短波段的光學理論也有待進一步完善和改進。在工藝上，人們還缺乏有效的手段實現對薄膜淀積參量的精確控制，這樣，薄膜的生長就具有一定程度的隨機性，薄膜的光學常數、薄膜的厚度以及薄膜的性能也就具有一定程度的不穩定性和盲目性，這一切都限制了光學薄膜質量的提高。就光學薄膜本身來說，除了光學性能需要提高，吸收、散射等光損耗需要減少之外，它的機械強度、化學穩定性和物理性質都需要進一步改進。在激光系統中，光學薄膜的抗激光強度較低，這是光學薄膜研究中最重要的問題之一。下面介紹幾種常用的光學薄膜元件。 又稱增透膜，它的主要功能是減少或消除透鏡、棱鏡、平面鏡等光學表面的反射光，從而增加這些元件的透光量，減少或消除系統的雜散光。
最簡單的增透膜是單層膜，它是鍍在光學零件光學表面上的一層折射率較低的薄膜。當薄膜的折射率低於基體材料的折射率時,兩個界面的反射系數r1和r2具有 相同的位相變化。如果膜層的光學厚度是某一波長的四分之一，相鄰兩束光的光程差恰好為π,即振動方向相反，疊加的結果使光學表面對該波長的反射光減少。適當選擇膜層的折射率，使得r1和r2相等，這時光學表面的反射光可以完全消除。
一般情況下，採用單層增透膜很難達到理想的增透效果,為了在單波長實現零反射,或在較寬的光譜區達到好的增透效果，往往採用雙層、三層甚至更多層數的減反射膜。圖1的a、b、c分別繪出Kg玻璃表面的單層、雙層和三層增透膜的剩餘反射曲線。 它的功能是增加光學表面的反射率。反射膜一般可分為兩大類，一類是金屬反射膜，一類是全電介質反射膜。此外，還有把兩者結合起來的金屬電介質反射膜。一般金屬都具有較大的消光系數，當光束由空氣入射到金屬表面時，進入金屬內部的光振幅迅速衰減，使得進入金屬內部的光能相應減少，而反射光能增加。消光系數越大，光振幅衰減越迅速，進入金屬內部的光能越少，反射率越高。人們總是選擇消光系數較大，光學性質較穩定的那些金屬作為金屬膜材料。在紫外區常用的金屬薄膜材料是鋁，在可見光區常用鋁和銀，在紅外區常用金、銀和銅，此外，鉻和鉑也常用作一些特種薄膜的膜料。由於鋁、銀、銅等材料在空氣中很容易氧化而降低性能，所以必須用電介質膜加以保護。常用的保護膜材料有一氧化硅、氟化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等。金屬反射膜的優點是制備工藝簡單，工作的波長范圍寬；缺點是光損耗大，反射率不可能很高。為了使金屬反射膜的反射率進一步提高，可以在膜的外側加鍍幾層一定厚度的電介質層，組成金屬電介質反射膜。需要指出的是，金屬電介質反射膜增加了某一波長（或者某一波區）的反射率，卻破壞了金屬膜中性反射的特點。全電介質反射膜是建立在多光束干涉基礎上的。與增透膜相反，在光學表面上鍍一層折射率高於基體材料的薄膜，就可以增加光學表面的反射率。最簡單的多層反射膜是由高、低折射率的二種材料交替蒸鍍而成的,每層膜的光學厚度為某一波長的四分之一。在這種條件下，參加疊加的各界面上的反射光矢量，振動方向相同。合成振幅隨著薄膜層數的增加而增加。圖2給出這種反射膜的反射率隨著層數而變化的情形。
原則上說，全電介質反射膜的反射率可以無限接近於1，但是薄膜的散射、吸收損耗,限制了薄膜反射率的提高。迄今為止，優質激光反射膜的反射率雖然已超過99.9%，但有一些工作還要求它的反射率繼續提高。應用於強激光系統的反射膜，則更強調它的抗激光強度，圍繞提高這類薄膜的抗激光強度所開展的工作，使這類薄膜的研究更加深入。 是種類最多、結構復雜的一類光學薄膜。它的主要功能是分割光譜帶。最常見的干涉濾光片是截止濾光片和帶通濾光片。截止濾光片可以把所考慮的光譜區分成兩部分，一部分不允許光通過（稱為截止區），另一部分要求光充分通過（稱為帶通區）。按照通帶在光譜區的位置又可分為長波通和短波通二種，它們最簡單的結構分別為，這里H、L分別表示厚的高、低折射率層，m為周期數。具有以上結構的膜系稱為對稱周期膜系。如果所考慮的光譜區很寬或通帶透過率的波紋要求很高，膜系結構會更加復雜。
帶通濾光片只允許光譜帶中的一段通過，而其他部分全部被濾掉,按照它們結構的不同可分為法布里-珀羅型濾光片、多腔濾光片和誘增透濾光片。法布里－珀羅型濾光片的結構與法－珀標准具（見法布里－珀羅干涉儀）相同，因為由它獲得的透過光譜帶都比較窄，所以又叫窄帶干涉濾光片。這種濾光片的透過率對薄膜的損耗非常敏感，所以制備透過率很高、半寬度又很窄的濾光片是很困難的。多腔濾光片又叫矩形濾光片，它可以做窄帶帶通濾光片，又可以做寬頻帶通濾光片，制備波區較寬，透過率高，波紋小的多腔濾光片同樣是困難的。
誘增透濾光片是在金屬膜兩邊匹配以適當的電介質膜系，以增加勢透過率，減少反射，使通帶透過率增加的一類濾光片。雖然它的通帶性能不如全電介質法－珀濾光片,卻有著很寬的截止特性,所以還是有很大的應用價值。特別在紫外區，一般電介質材料吸收都比較大的情況下,它的優越性就更明顯了。圖3的a、b、c分別給出法布里-珀羅型濾光片、多腔濾光片和誘增透濾光片的典型曲線。 根據一定的要求和一定的方式把光束分成兩部分的薄膜。分光膜主要包括波長分光膜、光強分光膜和偏振分光膜等幾類。
波長分光膜又叫雙色分光膜，顧名思義它是按波長區域把光束分成兩部分的薄膜。這種膜可以是一種截止濾光片或帶通濾光片，所不同的是，波長分光膜不僅要考慮透過光而且要考慮反射光，二者都要求有一定形狀的光譜曲線。波長分光膜通常在一定入射角下使用，在這種情況下,由於偏振的影響，光譜曲線會發生畸變,為了克服這種影響，必須考慮薄膜的消偏振問題。
光強分光膜是按照一定的光強比把光束分成兩部分的薄膜，這種薄膜有時僅考慮某一波長，叫做單色分光膜；有時需要考慮一個光譜區域叫做寬頻分光膜；用於可見光的寬頻分光膜，又叫做中性分光膜。這種膜也常在斜入射下應用，由於偏振的影響，二束光的偏振狀態可以相差很多,在有些工作中，可以不考慮這種差別,但在另一些工作中（例如某些干涉儀），則要求兩束光都是消偏振的，這就需要設計和制備消偏振膜。
偏振分光膜是利用光斜入射時薄膜的偏振效應製成的。偏振分光膜可以分成棱鏡型和平板型兩種。棱鏡型偏振膜利用布儒斯特角入射時界面的偏振效應（見光在分界面上的折射和反射）。當光束總是以布儒斯特角入射到兩種材料界面時，則不論薄膜層數有多少，其水平方向振動的反射光總為零，而垂直分量振動的光則隨薄膜層數的增加而增加，只要層數足夠多，就可以實現透過光束基本是平行方向振動的光，而反射光束基本上是垂直方向振動的光，從而達到偏振分光的目的，由於由空氣入射不可能達到兩種薄膜材料界面上的布儒斯特角，所以薄膜必須鍍在棱鏡上，這時入射介質不是空氣而是玻璃。平板型偏振膜主要是利用在斜入射時由電介質反射膜兩個偏振分量的反射帶帶寬的不同而製成的。一般高反射膜，隨著入射角的增大，垂直分量的反射帶寬逐漸增大，而平行分量的帶寬逐漸減少。選擇垂直分量的高反射區、平行分量的高透過區為工作區則可構成透過平行分量反射垂直分量的偏振膜，這種偏振膜的入射角一般選擇在基體的布儒斯特角附近。棱鏡型偏振膜工作的波長范圍比較寬，偏振度也可以做得比較高，但它制備較麻煩，不易做得大，抗激光強度也比較低。平板型偏振片工作的波長區域比較窄，但它可以做得很大，抗激光強度也比較高，所以經常用在強激光系統中。
圖4和圖5分別給出中性光強分光膜和平板型偏振分光膜的反射光譜曲線。
Ⅹ 熱反射鏡和冷反射鏡屬於二向色鏡嗎
二向色鏡的原理是在其內放置一無色方解石（冰洲石），以將光線分解成兩垂直振盪的光，而透過二向色鏡分別觀察這兩光線的顏色。二向色鏡右下角的那一端是要靠接觀測物的，另一端靠接在眼睛；接物端有放大鏡，可較清楚地觀察觀測物。二向色鏡是最常用來驗證雙折射的儀器。就如同其名，二向色鏡是用來檢驗寶石有無二向色性的儀器．由於只有雙折射寶石具有二向色性，因此若能檢驗出二向色性，則可證明所檢測者，是雙折射寶石．反之不一定成立，檢測不出二向色性的樣本，有兩種情況，可能其為單折射寶石，或者其雖為雙折射寶石，但其二向色性過弱。當正常白光透過雙折射寶石時，會被分解成兩束彼此垂直振盪的光線，由於二向色性的原理，這兩束光線的顏色可能不同，但混合起來一起進入人眼，就是寶石的顏色，人的眼睛可沒有法將這兩光束區分開來，因而要藉助二向色鏡；二向色鏡內的方解石是自然界中，雙折射效應最大的礦物，其會將射出寶石的兩束光線，再次分離開，再借著二向色鏡內的光學反射導引，將這兩束光線分別投射到兩塊不同區域，而使用者只要借著觀察到這兩塊區域的顏色是否不同，便能確認寶石是否具有二向色性，也就能推論寶石是否具有雙折射了。簡單的歸納起來，透過二向色鏡觀察寶石，會看到兩個小窗口，分別代表寶石上同一塊區域，但不同振盪方向的光線顏色，若這兩個窗口的顏色不同，則可知寶石具有二向色性。但有些時候，即使觀察單折射寶石，由於光線反光，散射或其它原因，會讓使用者覺得兩窗口的顏色略有不同，這樣子的情況會使得單折射寶石與弱二向色性的雙折射寶石間差異不大，很難區分開，這也是儀器本身的限制，是沒法子的事；因此，若觀察到兩窗口的顏色強烈不同，才能確認寶石具有二向色性，若顏色差異極微小，不須強認定其具二向色性，再利用其它方法確認寶石的雙折射就是。一般常見雙折射寶石的二向色性大多很明顯，以具強烈二向色性著稱的堇青石（Iolite），榍石（Sphene），硅線石（Sillimanite）等等在二向色鏡下觀察時，其顏色差異更加強烈，不過，所謂的顏色差異通常僅是無色與深色的分別就是．丹泉石（Tanzanite）從不同方向用二向色鏡觀察時，其顏色會出現三種變化，因而被稱為具三向色性，當然，同時只能觀察到兩種不同顏色。利用二向色鏡，可將強二向色性的寶石與單折射寶石，如鑽石，尖晶石，石榴子石，玻璃等分別開來．但二向色鏡的原理是檢驗透射光，若寶石本身是不透明的，其顏色是反射光造成的，可不能用二向色鏡檢測。