光学镀膜材料

1、在膜系中，光学厚度为四分之一长中心波长的膜层，对中心波长的反射率没有影响。 这个膜层称为虚设层。

2、测量薄膜器件的反射率、透过率等光谱特性曲线的常用仪器为分光光度计。

3、任何一个复杂的薄膜系统，其反射率的计算问题都可以通过其等效界面对应的等效光学 导纳进行计算。

4、偏振中性分束棱镜的设计原理，利用的是光束倾斜入射时的偏振效应。

5、在截止滤光片中，通常把抑制短波区，透射长波区的滤光片称为长波通滤光片。 6、在截止滤光片中，通常把抑制长波区，透射短波区的滤光片称为短波通滤光片。 7、光学真空镀膜机大多数是热蒸发真空镀膜设备，主要由三大鄱分组成：真空系统、热蒸 发系统、膜厚控制系统。

8、光学真空镀膜机的膜厚控制系统通常包括光学膜厚控制仪、石英晶体振荡膜厚控制仪。 9、光学膜厚控制系统对膜厚的监控是根据光学信号的极值点来判断膜层厚度。

10、石英晶体振荡膜厚控制系统监控膜厚主要是利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效 应。

11、光学薄膜制备过程中常用的热蒸发方式为电阻蒸发、电子枪蒸发。

12、光学真空镀膜机中用于测量真空度的仪器是真空计，包括电偶真空计和电离真空计两种。 13、影响薄膜器件光学性能的膜层光学参数是膜层的折射率

光学基础知识及光学镀膜技术

光學薄膜是指在光學元件上或獨立的基板上鍍上一層或多層之介電質膜或金屬膜來

改變光波傳遞的特性。即應用光波在這些薄膜中進行的現象與原理，如透射、吸收、散

射、反射、偏振、相位變化等，進而設計及製造各種單層及多層之光學薄膜來達到科學

與工程上的應用。在本廠的實際應用上，DM半透板與ITO鍍膜屬於這個領域。

光學薄膜雖早於1817年Fraunhofer已經開始利用酸蝕法製成了抗反射膜，但是真正

的發展是在1930年真空鍍膜設備之後。而軍事的需求(望遠鏡、飛彈導向鏡頭、監視衛

星、夜視系統等)加速了光學薄膜的開發與研究。計算機的出現使得設計更為方便，相對

的各種理論及設計方法因應而出，光學薄膜的研究於是更為進步並充分應用於各種光電

系統及光學儀器之中，如光干涉儀、照相機、望遠鏡、顯微鏡、投影電視機、顯示器、

光鑯通訊、汽車工業、眼鏡等。

光學薄膜基本上是藉由干涉作用達到其效果的。簡單的如肥皂泡沫膜、金屬表層的

氧化膜、水面油層的顏色變化，都可以視為單層干涉的效果。因此，當光在膜層中的干

涉現象可以被偵測到時，我們就說這層模是薄的，否則是厚的(k值消散掉)。由於干涉現象不僅跟膜層的厚度有關，而且光源的干涉性和偵測性的種類也有關。

接下來為各位介紹幾個主

镀膜背景知识

1、 光线垂直入射示意图及反射率计算公式：

比如真空内(na=1.0)光线垂直入射在镀有单层MgF2( nf=1.3836)的K9玻璃(ns=1.5168)上,可以求出,这时的反射率大概在1.34%左右

(

也就是说透过率在98.6%左右);当然,实际镀膜情况比上式复杂的多,通过多层镀膜,我们可以得到需要的反射率(或透射率).

2、光线倾斜入射示意图：

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3、镀膜类型及属性： 反射膜

类型 紫外增强铝膜

波长（nm）

反射率

抗磨损能力中等

价格低

属性

通过氟化镁膜增强紫外反射率

通过SiO膜增强可见光反射率

多层介质膜增强可见和近红外反射率

可见和红外反射能力强于铝膜

近红外到红外反射能力略强于保护银膜

在带宽范围有非常高的反射率

在窄带范围有非常高的反射率

对于准分子激光有高反射率和高损伤阈值 对于Nd:YAG激光有高反射率和高损伤阈值

avg >90%

保护铝膜

avg >88% 中等 低

金属膜

增强铝膜

avg >93% 中等 低

保护银膜

0.48–20μavg >96% 中等 低

保护金膜

0.65–20μavg

镀膜背景知识

1、 光线垂直入射示意图及反射率计算公式：

比如真空内(na=1.0)光线垂直入射在镀有单层MgF2( nf=1.3836)的K9玻璃(ns=1.5168)上,可以求出,这时的反射率大概在1.34%左右

(

也就是说透过率在98.6%左右);当然,实际镀膜情况比上式复杂的多,通过多层镀膜,我们可以得到需要的反射率(或透射率).

2、光线倾斜入射示意图：

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3、镀膜类型及属性： 反射膜

类型 紫外增强铝膜

波长（nm）

反射率

抗磨损能力中等

价格低

属性

通过氟化镁膜增强紫外反射率

通过SiO膜增强可见光反射率

多层介质膜增强可见和近红外反射率

可见和红外反射能力强于铝膜

近红外到红外反射能力略强于保护银膜

在带宽范围有非常高的反射率

在窄带范围有非常高的反射率

对于准分子激光有高反射率和高损伤阈值 对于Nd:YAG激光有高反射率和高损伤阈值

avg >90%

保护铝膜

avg >88% 中等 低

金属膜

增强铝膜

avg >93% 中等 低

保护银膜

0.48–20μavg >96% 中等 低

保护金膜

0.65–20μavg

光学薄膜和镀膜技术的基础教程,李正中编著,第五版。扫描转换为PDF文档,值得保存。

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氧化物蒸发镀膜材料材料名称 三氧化二铝 化学符号 Al2O3 纯度 99.99% 熔点 (oC) 2045 1620 820 2600 2600 2435 1326 2812 1565 1565 2350 密度 透明波段 (g/ cm3) 4 8.9 7.3 7.3 5.2 6.3 9.7 7.1 5.24 7.4 折射率 规格 半透明颗粒(1-3mm, 3-6mm),压片 (Dia10mm) 颗粒，粉末，压片 白色颗粒，压片 (Dia10mm) 黄色颗粒，压片(直径30或10mm) 浅棕色颗粒，压片(直径30或10mm) 性能 适于电子枪蒸发，形成光滑致 密膜层，抗化学腐蚀。 用于镀制透明导电膜。 -用热蒸发或溅射较好。蒸气有 毒。 适于电子枪蒸发或钨舟。 0.17-9um n=1.6-1.65 -0.4um0.4611um 0.4611um -n=2.5 n=2.2 n=2.2 氧化锡掺氧化 (Sb:SnO2)(AT 99.90% 锑 O) 钛酸钡 BaTiO3 99.99% 三氧化二铋 二氧化铈 二氧化铈 三氧化二铬 氧化铜 氧化镝 氧化铒 氧化铕 氧化钆 二氧化铪 氧化钬 三氧化二铟 氧化铟掺氧化 锡 三氧化二铁 四氧化三铁 氧化钆

2017年PVD镀膜材料行业分析报告 2017年11月

1

目录

1PVD镀膜两大主流：溅射镀膜和真空蒸发镀膜.........5 1.1溅射镀膜和溅射靶材....................5 1.2真空蒸发镀膜和蒸镀材料.....................10 2溅射靶材市场容量巨大，景气度不断增加..........14 2.1市场容量分析..............................14 2.2半导体行业：发展迅猛，需求旺盛...............15 2.3平板显示行业：稳定增长，前景广阔...............19 2.4太阳能行业：高速发展，井喷增长...............22 2.5光学元器件行业：多元驱动，稳步发展............24 3PVD镀膜行业竞争格局：美、日垄断，中国崛起.........27 3.1溅射靶材被美、日、德跨国企业垄断...............27 3.2大陆OLED产线如雨后春笋，蒸镀设备一机难求......29 3.3政策利好国内厂商，有望松动垄断格局..

有机光学材料

第7章 有机光学材料

§7.1 有机材料物理基础§7.2 有机发光材料 §7.3 有机光伏材料

§7.4 有机光学非线性材料

光学材料与元件制造第七章

有机光学材料

7.1 有机材料物理基础

有机化合物的主要特征:都含有碳原子,即 都是含碳化合物或碳氢化合物. 绝大多数有机化合物也都含有氢,从结构 上看,所有的有机化合物都可以看作碳 氢化合物以及从碳氢化合物衍生而得的 化合物。 对 CO 、 CO2 、 CO32- 等简单化合物习惯上还 是称作无机化合物.

光学材料与元件制造第七章

有机光学材料

1. 有机化合物的分子结构名称 组成 分子结构 沸点(℃)

分子内的键以共价键为主(共价单键、 双键、三键)

甲烷

CH4

-164

力的大小与距离的平方成反比

乙烷

C2H6C3H8 C4H10 C5H12 C6H14

-88.6-42.1 -0.5 36.1 69.0

丙烷

分子之间以较弱的氢键或范德华键 相互连接

丁烷

力的大小与原子距离的六次方成反比戊烷

有机材料显得柔软，熔点低，导电 性能差，抗环境稳定性差

戌烷

光学材料与元件制造第七章

有机光学材料

Family

Characteristic UnitsR OH

Represen

红外光学材料

红外光学系统与可见光光学系统的主要区别在于只有有限的材料可有效应用于中波红外和长波红外波段，能同时应用于这两个波段的材料就更少。表2-1列出了几种比较常用的红外光学材料及其重要特性。 2.2.1红外光学材料的特点

红外光学系统中所使用的材料一般具有以下特点[i,ii,iii]：

（1）红外材料不仅种类有限，而且价格昂贵（一般在几千到几万元一公斤）。 （2）某些材料的折射率温度系数（dn/dt）较大，导致焦距随温度的漂移较大。如果工作温度范围较宽，则必须适当的选择红外光学材料或采取必要措施进行补偿。

（3）某些光学材料易碎，且化学稳定性差，使得加工以及安装困难，成品率不高。

（4）许多光学材料不透明，根据材料和波段的不同而表现出不同的颜色。 （5）红外光学材料受热时都会发生自辐射，导致杂散光形成。

表2-1 常用红外光学材料的特性

材料 锗 硅

硫化锌（CVD） 硒化锌（CVD）

AMTIR I 氟化镁 蓝宝石 三硫化砷 氟化钙 氟化钡

Ge28As12Se60 Ge20As15Se65

折射率（4μm）

4.0243 3.4255 2.252 2.4331 2.5141 1.3526 1.6753 2.4112 1.4097 1