光學薄膜是由膜的分層介質構成，通過界面傳播光束的一類光學介質材料，它的應用始於20世紀30年代，現在已廣泛應用於光學和光電子技術領域，製造各種光學儀器。
傳統光學薄膜傳統的光學薄膜是以光的幹涉為基礎。光波是一種電磁波，根據其波長的不同可分成紅外線、可見光和紫外線等，當光波投射到物體上時，有一部分在它表面上被反射，其餘部分經折射進入到該物體中，其中有一部分被吸收變為熱能，剩下的部分透射。不同的物質對光有不同的反射、吸收、透射性能，光學薄膜就是利用材料對光的這種性能，並根據實際需要製造的。
傳統光學薄膜就是利用材料的這種特性，對光線產生特異性行為。傳統光學薄膜有反射膜、增透膜、濾光膜、納米光學薄膜、偏振膜、分光膜、和位相膜等。
1、反射膜
反射膜又叫增反膜，當兩列波的相位差正好是波長的整數倍時，兩列波是相互加強的，所以薄膜起到增反的效果，這就要求薄膜的厚度正好是所需要增反的光線的半個波長整數倍。常用鍍多層薄膜的方法來增加反射效果以彌補單層膜發射效果不佳的缺點。當採用多層膜時，光學薄膜的厚度也要做相應的調整。
許多光學系統需要增反膜，甚至要求反射率高達99.9%。反射膜的用處是多方面的，雷射器中反射鏡的表面都鍍有增反膜，以提高其反射率;太空人的頭盔和面甲，其表面上鍍一層增反膜，以削弱紅外線對人體的透射。
2、增透膜
增透膜又叫減反膜，在各種光學器件、平板顯示器、熱反射鏡、太陽能電池等領域應用非常廣泛，在現代光學薄膜生產中佔有十分重要的地位，其生產總量超過所有其他光學薄膜。當兩列波的相位差正好是半個波長的奇數倍時，兩列波是相互削弱的，所以薄膜起到增透的效果，這就要求薄膜的厚度正好是所需要增反的光線的1/4波長的奇數倍。
減反膜在現代光學薄膜生產中佔有十分重要的地位，其生產總量超過所有其他光學薄膜。減反膜的研究依賴於其製備工藝，高質量的減反膜有利於其物理的研究和應用的發展。
3、納米光學薄膜
納米光學薄膜是解決電磁汙染和雷達隱身的關鍵因素之一，能提高電子系統的電磁兼容性和隱身裝備的突防能力。目前正在研究覆蓋釐米波、毫米波、紅外、可見光等波段的納米複合吸波材料。它是將薄膜的厚度做到納米級得到的，具有一般光學薄膜所沒有的特性。
新型光學薄膜現代科學技術特別是雷射技術和信息光學的發展，光學薄膜不僅用於純光學器件，在光電器件、光通信器件上也得到廣泛的應用。近代信息光學、光電子技術及光子技術的發展，對光學薄膜產品的長壽命、高可靠性及高強度的要求越來越高，從而發展了一系列新型光學薄膜及其製備技術，並為解決光學薄膜產業化面臨的問題提供了全面的解決方案，包括高強度雷射器、金剛石及類金剛石膜、軟X射線多層膜、太陽能選擇性吸收膜和光通信用光學膜等。
1、高強度雷射器
上世紀80年代中後期，由於高效率、緊湊、長壽命、穩定和全固態的半導體二極體雷射器的出現和發展，促使固體雷射器進一步發展。該雷射器在科學研究、工業、醫學和軍事上有著廣泛的應用前景。因它使用了目前在雷射中應用的各類薄膜，也就推動了薄膜技術的發展。
雷射諧振腔用的光學薄膜，是屬於紫外-紅外波段中某一波長的塗膜，要求具有高反射率和高效光比以及耐雷射損傷特性。
隨著雷射技術的發展，光學薄膜的性能會越來越高，種類會越來越多，結構也將越來越新穎。
2、金剛石及類金剛石膜
金剛石膜或類金剛石膜是採用等離子體沉澱技術或離子束工藝製備的一種碳膜，這種碳膜電阻率可達到1012Ω·cm，折光率可達到1.9～2.0，在2～20μm間沒有嚴重的吸收帶，莫氏硬度可達8級。
DLC(類金剛石)薄膜作為性能優良的紅外光學材料，不僅可以用作超硬減反膜，而且可以用作各種鍍膜元件高性能保護膜，它增強了鍍膜元件的抗環境能力，因此大大拓寬了鍍膜元件的應用範圍，在解決一些技術問題之後，便可製作出能滿足各種紅外光學儀器對不同環境要求的光學鍍膜元件。
3、軟X射線多層膜
X射線分為軟X射線和硬X射線，軟X射線能量低、波長長，對人體危害大且不感光，而硬X射線能量大、波長短，對人體危害小、起感光作用。當實現了X射線雷射的輸出，使得X射線雷射光源的穩定性具有可能性，人們開始關注軟X射線雷射的應用前景，這時軟X射線多層膜比以往任何時候都顯得更為關鍵。
4、光通信用光學薄膜
在信息技術發展的過程中，推動了光電子技術在各個方面的發展，如光纖製造技術、半導體雷射器、光纖放大器、光無源器件。光學薄膜技術在目前光通信中起著重要的作用，在改進器件功能，改進光連路的耦合效率，功能薄膜器件，如幹涉濾光片型WDM(波分復用)器件在某些系統中起關鍵性的作用。
隨著光通技術的發展，使得目前光學薄膜正在跳出傳統的範疇，開闊了光學薄膜技術發展的前景。光學薄膜技術也滲透到許多光通信的無源器件中，可以預見，由於它的獨特優勢，光學薄膜器件將在光通信中佔有更為重要的地位。
傳統光學薄膜已經廣泛的存在於人們的日常生活中，它因其優良的性質，給人們的生活帶來了便利。新型光學薄膜已經受到人們的廣泛重視，對其研究和開發也層出不窮，在各個方面都將有廣闊的發展前景，讓它在我們生活的方方面面起到更加重要的作用。
來源：儀器網
排版：光學薄膜前沿
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