增透膜反射率与膜层折射率及膜厚之间的关系1.pdf

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1、第17卷第3期淮阴工学院学报Vol.17No.32008年6月JournalofHuaiyinInstituteofTechnologyJun.2008增透膜反射率与膜层折射率及膜厚之间的关系唐亚陆,胡光(淮阴工学院计算科学系,江苏淮安223003)摘要:为了消除人们对增透膜的错误认识,以光波的电磁理论为基础,从多光束干涉的理论出发,推导出反射率公式,通过讨论,给出了光学薄膜作为增透膜应满足的条件,以及单层光学薄膜反射率与膜层折射率及膜厚关系的曲线。关键词:增透膜;薄膜干涉;反射率;光学厚度中图分类号:O435.1文献标识码:A文章编号:1009-7961(2008

2、)03-0086-03AnAnalysisoftheReflectivityandAnti-ReflectiveFilmTANGYa-lu,HUGuang(DepartmentofComputingScience,HuaiyinInstituteofTechnology,Huai'anJiangsu223003,China)Abstract:Theresultofthisresearchindicatesthatmanypeoplemisunderstandthefilmofincreasingtransmis2sion.Basedontheelectronican

3、dmagneticwavetheoryoflightandthetheoryofinterferencewaves,thispaperanalyzesandexplainsthefilmofincreasingtransmissiontheoryofasinglelayerofmediafilm,deducesanddis2cussestheincreasingtransmissioncondition.Therelationcurveamongreflectivity,anti-reflectivityandwave2lengthisfinallygiven.Ke

4、ywords:filmofincreasingtransmission;thinfilminterference;reflectivity;opticthickness1问题的提出在光学元件中,由于元件表面的反射作用而使光能损失,为了减少元件表面的光反射损失,常在光学元件表面镀一层透明介质薄膜即增透膜。在现行的光学教材及大学物理教材薄膜干涉一节中,大都引入了增透膜作为薄膜等厚干涉分析应用的例子,如图1,在空气(折射率为n0)和基底图1增透膜(折射率为n2)之间镀一层折射率为n1、厚为d1的b)反射光不满足干涉相消条件时,薄膜就不薄膜,设n0

5、波长为λ。当反会有增透作用。射光束1和2满足干涉相消条件,即2n1d1=(2k+仅依据两束反射光是否满足干涉相消条件来λ1),k=0,1,2,3,⋯时,反射光相消,透射光加判断增透膜是否有增透作用是容易产生错误认识2的,要对增透膜有个正确地认识,应从光波的电磁强,这样的膜称为增透膜。基于以上分析,人们会理论入手全面分析,下面我们运用介质界面电磁产生如下错误认识:场的边值关系和菲涅尔公式对增透膜反射率进行a)当反射光满足干涉相消条件时,就没有反详细的分析。射光了,该光100%透过,或者反射光满足干涉相长条件时,就没有透射光,反射率为100%。2对薄膜界面上反射光和透射

6、光的分析收稿日期:2008-02-25作者简介:唐亚陆(1972-),男,湖南永州人,讲师,硕士。第3期唐亚陆等:增透膜反射率与膜层折射率及膜厚之间的关系87如图2-+-δj2,设n

7、因t1·t1=1-r1,r1=-r1,得1-r1r2e程差△=2n1d1cosθ1,当光垂直入射时θ1=0°,有r++r+e-δj122πER=++-δjE0,薄膜上表面总反射系数r=△n1d1,相位差为δ=2n1d1。为简要分析,下面1+r1r2eλ++-δjERr1+r2e2仅讨论光垂直入射的情况。光在薄膜上下表面的=++-δj,薄膜上表面总反射率:R=

8、r

9、+-+-+-+-E01+r1r2e反射系数r1、r1、r2、r2,透射系数t1、t1、t2、t2分别+2+2++r1+r2+2r1r2cosδ标于图3中。当光垂直入射时,根据菲涅耳公式,在=③+2+2+