2.3 光的选择透过和演示教学.ppt

减反射膜工作原理　? 减反射膜的工作原理是基于薄膜干涉原理，将反射光部分通过干涉抵消掉，使反射光趋近于零，从而增加光的透过率。通过对减反射膜的结构进行合理设计，可以使得透过光接近100%。 单层增透膜也可选择SiO2膜（n＝1.4-1.5） ，采用sol-gel法（提拉法或旋转法）。 单层增透膜优点：工艺简单，应用广泛，镀单层增透膜的透镜占90％以上。 缺点：增透效果不很理想，，剩余反射率较高，不能完全消除反射。 2.双层增透膜 结构： “λ/4－ λ/4”膜系 在基片上先镀一层折射率n2高于基片的λ/4膜层，然后再镀λ/4厚的低折射率n1膜层。当薄膜折射率满足n2下式时， n2＝ n1（ ng / na ）1/2 式中： n1为第二层膜层折射率 ， ng 为玻璃折射率， na 为空气折射率 则该膜系中心波长反射率为零。 实例：双层增透膜CeO2-MgF2。 CeO2的折射率为2.2， MgF2折射率为1.38。当膜厚满足条件时，对λ0 ＝550nm的光线，反射率接近于零。 激光系统中玻璃表面的双层增透膜为Al2O3-MgF2。（Al2O3的n＝1.8-1.9） 在某些应用领域中，双层增透膜仍不能满足较宽光谱范围内的低反射要求，就需要采用三层或更多层增透膜。 3.多层增透膜 三层膜系结构： “λ/4－ λ/2－λ/4”膜系。 CeF3 （n＝1.63） -ZrO2 （n＝2.1） -MgF2 （n＝1.38） 四层膜系结构： “λ/4－ λ/2－λ/4 －λ/4”膜系。 MgF2 （n＝1.38）－ZnS （n＝2.4）－ CeF3 （n＝1.63） -MgF2 （n＝1.38） 七层膜系结构：ITO/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2 在430－680nm的波长范围内，反射率为0.6％，用于阴极射线管显示器屏上。 2.3 光的选择透过和反射玻璃 2.3.1热反射玻璃 具有较高的热反射性能同时透光良好的平板玻璃称为热反射玻璃（Heat reflecting glass）。 1、特点： a、对太阳能的反射率比较高（未镀膜的6mm透明浮法玻璃总反射率17％，而相同厚度的镀膜热反射玻璃总反射率为61％） b、具有较小的遮蔽系数和太阳辐射热的透过率（遮蔽系数指太阳能通过某一种玻璃进入室内的总量与通过3mm的普通无色玻璃总量之比，即CS = G / 0.89，遮蔽系数CS越小，遮热效率越好） c、对可见光有较高的反射率和一定的透过率，具有单向透像的特性。（在迎光面有镜子特性，背光面又像窗玻璃那样透明，室外看不到室内景象，起到了帷幕作用） d、具有较低的传热系数，较好的隔热性能。（8mm厚的热反射玻璃的传热系数为6.1W/M2 ·K，而3mm透明浮法玻璃的传热系数为6.5W/ M2 ·K） 2、热反射膜的组成及镀膜方法 热反射玻璃的种类繁多， 按颜色来分： 金黄色、珊瑚黄色、茶色、古铜色、灰色、褐色、天蓝色、蓝灰色、银色、银灰色等； 按加工工艺分： 普通热反射玻璃、化学钢化热反射玻璃、半钢化热反射玻璃、夹层热反射玻璃等。 热反射膜由单层或多层膜系构成，单层膜已很少见，通常由三层膜组成：表层为保护膜，第二层为主功能膜（金属或金属氧化物），第三层为介电膜（金属氧化物）。热反射玻璃膜层材料有： （1）金属膜 如Cu、Ni、Cr、Fe、Sn、Zn、Mn、Ti等，可用真空蒸发沉积、磁控阴极溅射和热喷涂法镀膜。用阴极溅射镀Ti、Cr膜，厚10～50nm，可见光透过率8～20％，反射率20～40％，遮蔽系数0.3～0.4，热辐射率0.4~0.7。 （2）贵金属膜 如Au、Ag、Pd等。为了降低成本，目前很少用贵金属单层膜，通常用多层膜。如Ag-Ni组成的双层膜系，在玻璃上先镀一层20nm厚的Ag膜，再镀上10～30nm厚的Ni膜作为保护膜，对太阳光反射率为42～47％，可见光透过率为9～19％。 （3）合金膜 包括贵金属合金、不锈钢及其它合金。如Ti－NiCr合金组成的双层膜系，第一层Ti膜厚12～18nm，第二层NiCr合金膜厚6～10nm，采用真空沉积法和溅射法镀膜，太阳辐射线的反射率为32～39％，可见光透过率5～10％，耐磨、耐侵蚀性都很好。 （4）氧化物和金属复合膜 如用溅射法镀制的Bi2O3/Ag/ Bi2O3膜系，第一层Bi2O3膜厚40nm，与玻璃紧密结合；第二层Ag膜厚10～20nm，起反射作用；第三层Bi2O3膜厚4