光学镀膜设计软件

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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多层介质膜增强可见和近红外反射率

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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

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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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排版整理

1.APSS.v2.1.Winall.Cracked

光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计

2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full

世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。注：另附9张光源库

3.Pics3d.v2004.1.28.winall.cracked

电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件

stip.v2004.1.28.winall.cracked

半导体激光装置2D模拟软件

5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked

激光二极管3D模拟器

6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked

化合物半导体模拟软件

7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE

ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差 以及报表 集成在一起。

8.ZEBASE Zemax

镜头数据库

9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO

是一套

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介绍

这一章对本手册的习惯用法和术语进行说明。ZEMAX使用的大部分习惯用法和术语与光学行业都是一致的，但是还是有一些重要的不同点。

活动结构

活动结构是指当前在镜头数据编辑器中显示的结构。详见“多重结构”这一章。 角放大率

像空间近轴主光线与物空间近轴主光线角度之比，角度的测量是以近轴入瞳和出瞳的位置为基准。 切迹

切迹指系统入瞳处照明的均匀性。默认情况下，入瞳处是照明均匀的。然而，有时入瞳需要不均匀的照明。为此，ZEMAX支持入瞳切迹，也就是入瞳振幅的变化。

有三种类型的切迹：均匀分布，高斯型分布和切线分布。对每一种分布（均匀分布除外），切迹因素取决于入瞳处的振幅变化率。在“系统菜单”这一章中有关于切迹类型和因子的讨论。

ZEMAX也支持用户定义切迹类型。这可以用于任意表面。表面的切迹不同于入瞳切迹，因为表面不需要放置在入瞳处。对于表面切迹的更多信息，请参看“表面类型”这一章的“用户定义表面”这节。 后焦距

ZEMAX对后焦距的定义是沿着Z轴的方向从最后一个玻璃面计算到与无限远物体共轭的近轴像面的距离。如果没有玻璃面，后焦距就是从第一面到无限远物体共轭的近轴像面的距离。 基面

基面（又称叫基点）指一些特殊的共轭位置，这些位置对应的物像平

光学设计软件ZEMAX简明教程

沈常宇

中国计量学院光电子技术研究所

目 录

第一章 引言………………………………………………………………3 第二章 ZEMAX的基本界面及文件菜单………………………………4 第三章 编辑菜单…………………………………………… …………6 第四章 系统菜单…………………………………………………………12 第五章 分析菜单………………………………………………………17 第六章 工具菜单……………………………………………………… 29 第七章 报告菜单……………………………………… ………………36 第八章 宏指令菜单……………………………………… ……………38 第九章 扩展命令菜单……………………………………… …………39 第十章 表面类型简介………………………………………… ………40 第十一章 设计优化实例………… ……………… ……………………46

第一章 引言

对于实际的光学系统来说，它的成像往往是非完善成像，对于怎样来判断一个光学系统的性能的优劣，是光学设计中遇到的一个重要问题.在当前计算机辅助科研、教学的迅猛发展过程中，计算机辅助光学系统设计已成为光学设计不可缺少的