光学反射镜的镀膜种类繁多,不同镀膜材料和技术决定了反射镜的光谱响应、反射率、耐久性及适用环境。以下是主要镀膜类型及其特点和应用:
一、金属膜
1、铝(Al)膜
特性:宽光谱覆盖(紫外至红外,200nm~2000nm),反射率约86%~92%(可见光)。易氧化,需加保护层(如SiO₂、MgF₂)。
应用:普通光学仪器(如显微镜、望远镜)、激光反射镜(低功率)。
2、银(Ag)膜
特性:高反射率(可见光~近红外达95%~99%),但在紫外和长红外波段反射率低。易硫化变黑,需镀保护层(如SiO₂、Al₂O₃)。
应用:高反射率需求场景(如激光谐振腔、光纤通信分光镜)。
3、金(Au)膜
特性:红外波段(>700nm)反射率极高(>98%),但可见光反射率低(呈黄色)。耐腐蚀性强,无需额外保护。
应用:红外激光器(如CO₂激光器,10.6μm)、太空望远镜(如韦伯望远镜的红外镜)。
4、其他金属膜
镍(Ni)/铬(Cr):用于偏振分光镜或耐腐蚀环境。
铑(Rh):高硬度、耐磨损,用于工业检测镜。
二、介质膜(多层干涉膜)
1、窄带高反膜
特性:针对特定波长(如532nm、1064nm)反射率>99.9%,其他波长透过。对入射角敏感。
应用:激光谐振腔(如Nd:YAG激光器)、光学滤波系统。
2、宽带高反膜
特性:覆盖较宽波段(如400~800nm),反射率>99%。需复杂膜系设计(如超宽带“超级镜”)。
应用:白光干涉仪、光谱仪反射镜。
3、偏振分光膜(PBS)
特性:利用介质膜堆实现s偏振光反射、p偏振光透射(或相反)。
应用:激光投影仪、光学测量系统(如椭偏仪)。
三、 特殊功能膜
1、保护膜
材料:SiO₂、MgF₂、Al₂O₃等。
作用:防止金属膜氧化或划伤(如银膜镀SiO₂后寿命延长10倍)。
2、超低损耗膜
技术:离子束溅射(IBS)沉积超光滑膜层,散射损耗极低。
应用:引力波探测(如LIGO反射镜,反射率>99.999%)。
3、抗激光损伤膜
材料:金刚石膜、蓝宝石基底+介质膜。
应用:高功率激光器(如核聚变装置NIF的反射镜)。
四、镀膜选择依据
波长范围:紫外(铝)、可见光(银)、红外(金)。
反射率需求:普通(铝)、高反射(介质膜)、极致(超低损耗膜)。
耐久性:潮湿环境(铬)、高功率(金刚石膜)、太空(SiC)。
偏振特性:偏振分光膜、非偏振膜。