光谱仪光学系统究竟是镀膜好还是不镀膜好?
发布时间:2022-02-12 浏览次数:
光学薄膜是改变光学零件表面特征而镀在光学零件表面上的一层或多层膜。可以是金属膜、介质膜或这两类膜的组合。光学薄膜是各种先进光电技术中不可缺少的一部分,它不仅能改善系统性能,而且是满足设计目标的必要手段,光学薄膜的应用领域设及光学系统的各个方面,包括激光系统,光通信,光显示,光储存等,主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。
光学薄膜的定义是:涉及光在传播路径过程中,附着在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或偏振分离等各特殊形态的光。由薄的分层介质构成的,通过界面传播光束一类光学介质材料,光学薄膜的应用始于20世纪30年代,光学薄膜已经广泛用于光学和光电子技术领域,制造各种光学仪器。制备条件要求件高而精。光学薄膜在我们的生活中无处不在,从精密及光学设备、显示器设备到日常生活中的光学薄膜应用;比方说,平时戴的眼镜、数码相机、各式家电用品,或者是钞票上的防伪技术,皆能被称之为光学薄膜技术应用之延伸。倘若没有光学薄膜技术作为发展基础,近代光电、通讯或是镭射技术将无法有所进展,这也显示出光学薄膜技术研究发展的重要性。
影响一面平面透镜的透光度有许多成因。镜面的粗糙度会造成入射光的漫射,降低镜片的透光率。此外材质的吸旋光性,也会造成某些入射光源的其中部分频率消散的特别严重。例如会吸收红色光的材质看起来就呈现绿色。不过这些加工不良的因素都可以尽可能地去除。
很可惜的是大自然里本来就存在的缺陷。当入射光穿过不同的介质时,就一定会发生反射与折射的问题。若是我们垂直入射材质的话,我们可以定义出反射率与穿透率。
很多人会好奇地问:
一片完美且无镀膜玻璃的透光度应该有多少?
既然无镀膜的玻璃透光度不好,那加上几层镀膜后,透光率应该更差才是?
镀膜的折射率
其实这两个问题是一致的。只要能了解第一个问题,其它的自然就迎刃而解了。
根据电磁学的基本理论里,提到对于不同介质的透射与反射。
若是由介质n1垂直入射至n2
反射率=[(n2-n1)/(n1+n2)]2
穿透率=4n1n2/(n1+n2)2
范例
若是空气的折射率是1.0,镀膜的折射率nc(例如:1.5),玻璃的折射率n(例如:1.8)
(1)由空气直接进入玻璃
穿透率=4×1.0×1.8/(1+1.8)2=91.84%
(2)由空气进入镀膜后再进入玻璃
穿透率=[4×1.0×1.5/(1+1.5)2]×[4×1.5×1.8/(1.5+1.8)2]=95.2%
可见有镀膜的玻璃会增加透光度。此外由此公式,我们可以计算光线穿透镜片的两面,发现即使一片完美的透镜(折射率1.8),其透光度约为85%左右。若加上一层镀膜(折射率1.5),则透光度可达91%。可见光学镀膜的重要性。
综上所述,光谱仪检测器镀膜是重要的且必要的技术手段,是技术发展的必然趋势,主流厂家的CCD检测器产品均镀膜处理,斯派克公司可以根据不同的技术需求可以镀到8层膜,这是非主流厂家短期内难以达到技术高度;这也从一个方面解释了在采用CCD检测器的直读光谱仪厂商中,斯派克为什么能够得的众多用户的一致认可。