介电光学涂层可以提高反射率和反射率和反射率的应用光学涂层通常由薄膜组成

光学涂层通常由薄膜组成，薄膜由单层或多层金属或介电材料组成。如果设计和制造得当，这些涂层可以显着改变光学元件的反射和透射特性。可以通过窄带、宽带或多带响应控制从深紫外到红外的特性，并且可以对偏振敏感。光学涂层可以直接应用于光学元件的表面，以调整其反射率，就像光学镜或分束器的情况一样。对于其他组件，例如镜头，所施加的涂层可以通过降低表面反射率来简单地提高其整体透射性能。当为了控制光的光谱传输的明确目的而将光学涂层集成到单片组件中时，该组件被称为滤光片。
光学镀膜工艺
构成光学涂层的各个层的厚度通常为几十纳米到几百纳米，而单个光学涂层可以由几百层组成。因此，用于沉积这些层的技术需要高度的精度。通常，该过程从表面制造开始，以最大限度地减少表面粗糙度和亚表面损伤。它继续进行表面清洁和准备，然后是高性能薄膜设计的沉积。沉积技术包括热蒸发、电子束、离子辅助沉积和先进的等离子体沉积。最适合预期产品设计的涂层技术取决于操作环境、光谱要求、物理特性、应用要求、和经济目标。光学镀膜过程通过使用精密计量工具的综合性能测试完成。
涂层类型
光学镜上使用的金属涂层通常由大约100nm厚的单层组成。这确保了金属由于复杂的折射率而具有宽带高反射率特性。为了更好地调整反射率和感兴趣的特定波长，使用了介电涂层。这些涂层（有时称为光学干涉涂层）由交替的高折射率(nH=1.8-4.0)和低折射率(nL=1.3-1.7)介电层（见图1）。选择每一层的厚度，使得层的厚度和折射率的乘积为λ/4 。反射率方程（参见光学镜物理学）给出的公式的变化可用于估计介电涂层的最大反射率，该反射率随着层数的增加而增加，但伴随着光谱带宽的减少。介电涂层无处不在，下面将讨论它们的应用。其他光学涂层包括金属-电介质混合膜，例如立方分束器中的那些，以及由有机材料制成的吸收涂层，例如某些滤光片中的那些。

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图1 。左侧显示的光学干涉涂层的扫描电子显微镜图像（顶部）和示意图（底部）。由干涉涂层组成的滤光片对光的反射和透射（右）。
介电光学涂层的使用方式多种多样。除了高反射电介质镜外，这些涂层还包含在宽带分束器和二向色滤光片中（透射和反射特定波长的颜色选择镜，请参见下面的滤光片部分）。当光以一定角度入射到表面时，即不是垂直入射时，反射率变得对偏振敏感。这允许介电涂层具有偏振选择性，并且此类涂层用于偏振分束器。除了提高反射率外，介电光学涂层也可用于以宽带抗反射涂层的形式减少表面反射。这些涂层可应用于任何光学组件，例如透镜、棱镜、分束器、窗口、显着提高其传输效率。根据反射率方程，来自空气玻璃的反射(n2≈1.5)界面的反射率为4% ，使用宽带抗反射涂层可以显着降低反射率（见图2）。这些反射率可以进一步降低，以提高具有多个光学元件的激光系统的透射率，从而节省宝贵的激光能量，避免因表面反射而损失。然而，这种卓越的性能是以减小波长范围为代价实现的。

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【介电光学涂层可以提高反射率和反射率和反射率的应用】图2 。UV和VIS光谱区域中的典型宽带抗反射涂层。