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薄膜光学

指数 薄膜光学

薄膜光学是光學的一個分支,處理各種很薄的光學材料(薄膜)。和薄膜光学有關的材料,其厚度需要在可見光波長的等級內(約500 nm)。此厚度範圍的薄膜因為光的干涉,以及薄膜、空間及物質間的折射率差異,可以有顯著的折射特性,這些效應稱為薄膜干涉,會影響光學材料折射及传输光的特性,像在肥皂泡及水上的油漬就會看到這類的情形。 更廣義具有類似光學性質,但不是平面層狀結構的周期性結構稱為光子晶体。 在製造上,薄膜層可以由在基質(一般是玻璃)上沉積一層至多層薄膜而產生,一般會用像蒸發或等物理气相沉积方式,或是化学气相沉积法。 這類的薄膜常用來作,像是家用或車用的低輻射玻璃、玻璃上的增透膜、汽車車頭燈的反光擋板,以及高精度的滤光器及鏡子。這類鍍膜的另一種應用是。.

22 关系: 增透膜孔雀蛱蝶干涉 (物理学)传输低輻射玻璃化学气相沉积分色稜鏡光子晶体光学玻璃纳米物理气相沉积鏡子菲涅耳方程青鳳蝶薄膜薄膜干涉肥皂泡透明折射折射率滤光器

增透膜

增透膜(英语:Anti-reflective coating,AR)是一种表面光学镀层,它通过减少光的反射而增加透过率。在复杂的光学系统中,它可以通过减少系统中的散射光来提高对比度,例如望远镜,这对天文学十分重要。其他方面,增透膜能减少暗处双筒望远镜的闪光。 很多涂层都包括折射率不同的透明的薄膜结构thin film structures with alternating layers of contrasting.

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孔雀蛱蝶

孔雀蛺蝶(学名:Aglais io)是一種色彩鮮艷的蝴蝶,分佈在歐洲及東至日本的亞洲溫帶。它們是孔雀蛺蝶屬下的唯一物種,學名取自希臘神話中的伊那科斯及其女兒伊俄。它們很易與非釉蛺蝶屬混淆,但兩者並非近親。它們很多會留在生活的地方,在建築物或樹中過冬。故它們會在初春時出現。.

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干涉 (物理学)

干涉(interference)在物理学中,指的是兩列或两列以上的波在空间中重疊時发生叠加,从而形成新波形的現象。 例如采用分束器将一束单色光束分成两束后,再让它们在空间中的某个区域内重叠,将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的:其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化,最亮的地方超过了原先两束光的光强之和,而最暗的地方光强有可能为零,这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。在历史上,干涉现象及其相关实验是证明光的波动性的重要依据 ,但光的这种干涉性质直到十九世纪初才逐渐被人们发现,主要原因是相干光源的不易获得。 为了获得可以观测到可见光干涉的相干光源,人们发明制造了各种产生相干光的光学器件以及干涉仪,这些干涉仪在当时都具有非常高的测量精度:阿尔伯特·迈克耳孙就借助迈克耳孙干涉仪完成了著名的迈克耳孙-莫雷实验,得到了以太风观测的零结果。迈克耳孙也利用此干涉仪測得的精確長度,並因此獲得了1907年的諾貝爾物理學獎。而在二十世纪六十年代之后,激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用,在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。现在人们知道,两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果,而由于光的波粒二象性,光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。.

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传输

在电信业中,传输是一种传输电学消息(连带经过媒介的辐射能现象)的行为。消息可以是一串或者一组数据单元,比如二进制数字,通常也称为帧或者块。 传输可以分为两部分:.

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低輻射玻璃

低輻射玻璃(Low-E glass)是一種表面具有一層極細薄的氧化金屬鍍膜的透明玻璃,這種膜層具有極低的表面輻射率,容許波長380nm至780nm的可見光波通過,但對波長780~3000nm以及3000nm以上的遠紅外線熱輻射的反射率相當高,因此有方向性的阻擋住熱的穿透,在寒帶地區可以隔熱保溫,在熱帶或亞熱帶地區可以減少室外陽光所傳遞的熱,以減輕空調負荷。.

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化学气相沉积

化學氣相沉積(chemical vapor deposition,簡稱CVD)是一種用來產生純度高、性能好的固態材料的化學技術。半導體產業使用此技術來成長薄膜。典型的CVD製程是將晶圓(基底)暴露在一種或多種不同的前趨物下,在基底表面發生化學反應或/及化學分解來產生欲沉積的薄膜。反應過程中通常也會伴隨地產生不同的副產品,但大多會隨著氣流被帶走,而不會留在反應腔(reaction chamber)中。 微制程大都使用CVD技术来沉积不同形式的材料,包括单晶、多晶、非晶及磊晶材料。这些材料有硅、碳纤维、碳奈米纤维、奈米线、奈米碳管、SiO2、硅锗、钨、硅碳、氮化硅、氮氧化硅及各种不同的等材料。CVD制程也常用来生成合成钻石。.

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分色稜鏡

分色稜鏡是能將光線分解成兩束不同波長(顏色)光的稜鏡,通常由一個或多個稜鏡依據光的波長選擇性或光學塗層的反射、折射組合而成,可以選擇出需要的波長。也就是說,稜鏡的某些表面被作為二向色性過濾器,在許多的光學儀器中做為光束分束器。(參考二向色性的語源項。) 分色稜鏡的一種應用是用於高品質的數位攝影或作為攝錄像機。一種三色稜鏡組是由二個二向色性的稜鏡組合,可以分出紅色、綠色、和藍色的組合,因此可以做為CCD陣列。 圖示是這種設備的典型配置,一束光線射入第一個稜鏡(A),藍色成分的光束被低通濾鏡的塗層(F1)反射。藍光是波長短的高頻光,而波長更長的低頻光可以通過。藍光經由稜鏡另一面全反射後,由稜鏡A射出。其餘的光線進入稜鏡(B),然後被第二個塗層(F2)分裂,紅光被反射,而波長較短的光能夠穿透。紅光同樣經過稜鏡A和B之間的一個細小的空氣隙全反射,其餘的綠色成分的光線則進入稜鏡C。 像這樣的三色稜鏡組合也可以反過來應用在投影機上,將紅、綠、藍三色結合構成一幅彩色的圖像。.

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光子晶体

光子晶体是由周期性排列的不同折射率的介质制造的规则光学结构。这种材料因为具有光子带隙而能够阻断特定频率的光子,从而影响光子运动的。这种影响类似于半导体晶体对于电子行为的影响。由半导体在电子方面的应用,人们推想可以通过光子晶体制造的器件来控制光子运动,例如制造光子计算机。另外,光子晶体也在自然界中发现。.

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光学

光學(Optics),是物理學的分支,主要是研究光的現象、性質與應用,包括光與物質之間的相互作用、光學儀器的製作。光學通常研究紅外線、紫外線及可見光的物理行為。因為光是電磁波,其它形式的電磁輻射,例如X射線、微波、電磁輻射及無線電波等等也具有類似光的特性。英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。 大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。它試圖將光當作射線(光線),能夠直線移動,並且在遇到不同介質時會改變方向;它能夠解釋像直線傳播、反射、折射等等很多光線現象。物理光學的模型比較精密,它把光當作是傳播於介質的波動(光波)。除了反射、折射以外,它還能夠以波性質來解釋向前傳播、干涉、偏振等等光學現象。幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象。在歷史上,光的射線模形首先被發展完善,然後才是光的波動模形.

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玻璃

玻璃是一種呈玻璃態的无定形体,熔解的玻璃經過迅速冷卻(過冷)而成形,雖為固態,但各分子因沒有足夠時間形成晶體,仍凍結在液態的分子排布狀態。 玻璃一般而言是透明、脆性、不透氣、並具一定硬度的物料。最常見的玻璃是,包括75%的二氧化硅(SiO2)、由碳酸鈉中製備的氧化鈉(Na2O)以及氧化鈣(CaO)及其他添加物。玻璃在日常环境中呈化学惰性,亦不會與生物起作用。玻璃一般不溶于酸(例外:氢氟酸与玻璃反应生成SiF4,从而导致玻璃的腐蚀);但溶于强碱,例如氫氧化銫。 因為玻璃透明的特性,因此有許多不同的應用,其中一個主要應用是作建築中的透光材料,一般是在牆上窗戶的開口安裝小片的玻璃(玻璃窗),但二十世紀的許多大樓會用玻璃為其側面的包覆,即玻璃幕牆大樓,這種現代的玻璃已經具有防破裂的能力而被廣為應用,更新款的加入防鳥類撞擊的設計。玻璃可以反射及折射光線,而且藉由切割或是拋光,可以提昇其反射或折射的能力,因此可以作透鏡、三棱鏡、其至高速傳輸用的光纖。玻璃中若加入金屬鹽類,其顏色會改變,玻璃本身也可以上色,因此可以用玻璃製作藝術品,包括著名的花窗玻璃。 玻璃雖然容易脆斷,但非常的耐用,在早期的文化遺址中都發現許多玻璃的碎片。因為玻璃可以形成或模製成任何的形狀,而且本身是無菌的,因此常用來作為容器,包括碗、花瓶、瓶子、玻璃杯,尤其成本低廉,適合大量生產。堅硬的玻璃也常作為紙鎮、彈珠等。若將玻璃嵌入有機塑料中,是複合玻璃纤维中的重要的加固材料。 在科學上,玻璃的定義較為廣泛,是指加熱到液態時會出現玻璃轉化的无定形固體。有許多材料都符合這類玻璃的條件,包括一些金屬合金、離子鹽類、水溶液及聚合物。在包括瓶子及眼鏡的許多應用中,聚合物玻璃(如壓克力、聚碳酸酯及PET)的重量較輕,可以取代傳統的矽玻璃。 玻璃在中國古代亦稱琉璃,日語漢字以硝子代表。.

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纳米

纳米(符號 nm,nanometre、nanometer,字首 nano 在希臘文中的原意是「侏儒」的意思),是一个長度單位,指1米的十億分之一(10-9m)。 有時候也會見到埃米(符號 Å)這個單位,為10-10m。 1納米(nm).

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物理气相沉积

物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)是一種工業製造上的工藝,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术,即真空鍍膜(蒸鍍),多用在鈑金件、蝕刻件、擠壓件、金屬射出成型(MIM)、粉末射出成型(PIM)、機加件和焊接件等零件的工藝上。 和化学气相沉积相比,物理气相沉积适用范围广泛,几乎所有材料的薄膜都可以用物理气相沉积来制备,但是薄膜厚度的均匀性是物理气相沉积中的一个问题。 主要的物理气相沉积的方法有:.

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鏡子

#重定向 鏡.

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菲涅耳方程

菲涅耳方程(或称菲涅耳条件)是由法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳推导出的一组光学方程,用於描述光在两种不同折射率的介质中传播时的反射和折射。方程中所描述的反射因此还被称作“菲涅耳反射”。.

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青鳳蝶

青鳳蝶(common bluebottle ,學名Graphium sarpedon),鳳蝶亞科青鳳蝶屬下 的一種蝴蝶。,又稱青帶鳳蝶、樟青鳳蝶、藍帶青鳳蝶,英文名為常見水瓶藍蝶 (common bluebottle),在澳洲則稱為藍三角蝶 (blue triangle)。為一種青鳳蝶屬之鳳蝶,廣佈南亞、東南亞、日本、與澳洲地區。不同的分佈大約有15個亞種,此種亦為青鳳蝶屬的模式物種。 飛翔力強,常在低海拔的潮濕與開闊地帶活動,在庭園、街道及樹林空地也常見,有時早上和黃昏常群聚在潮濕地及水池旁憩息。.

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薄膜

薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。电子半导体功能器件和光学镀膜是薄膜技术的主要应用。 一个很为人们熟知的表面技术的应用是家用的镜子:为了形成反射表面在镜子的背面常常镀上一层金属,镀银操作广泛应用于镜子的制作,而低于一个纳米的极薄的镀层常常用来制作双面镜。 当光学用薄膜材料(例如减反射膜消反射膜等)由数个不同厚度不同反射率的薄层复合而成时,他们的光学性能可以得到加强。相似结构的由不同金属薄层组成的周期性排列的薄膜会形成所谓的超晶格结果。在超晶格结构中,电子的运动被限制在二维空间中而不能在三维空间中运动于是产生了量子阱效应。 薄膜技术有很广泛的应用。长久以来的研究已经将铁磁薄膜用于计算机存储设备,医药品,制造薄膜电池,染料敏化太阳能电池等。 陶瓷薄膜也有很广泛的应用。由于陶瓷材料相对的高硬度使这类薄膜可以用于保护衬底免受腐蚀氧化以及磨损的危害。在刀具上陶瓷薄膜有着尤其显著的功用,使用陶瓷薄膜的刀具的使用寿命可以有效提升几个数量级。 现阶段对于一种被称为多组分非晶重金属阳离子氧化物的新型的无机氧化物材料的研究正在进行,这种材料有望用于制造稳定,环保,低成本的透明晶体管。.

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薄膜干涉

假設照射一束光波於薄膜,由於折射率不同,光波會被薄膜的上界面與下界面分別反射,因相互干涉而形成新的光波,這現象稱為薄膜干涉。對於這現象的研究可以透露出關於薄膜表面的資訊,這包括薄膜的厚度、折射率。薄膜的商業用途很廣泛,例如,增透膜、鏡子、濾光器等等。 现在考虑在另一种材料上的一层薄膜。这种情况下,薄膜的上下表面同时反射光线。总反射光是两部分反射光的总和。由于光的波动性,两个界面的反射光可能干涉相长(强度增加)或干涉相消(强度减小),这取决于它们的相位关系。相位关系取决于两个反射光不同的光程,而光程取决于薄膜厚度,光学常数,和波长。 又光線由疏介質進入密介質被反射,光的相位會轉180度(i必須+1/2),所以當光程差2nd.

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肥皂泡

肥皂泡是非常薄的形成一个带虹彩表面的空心形体的肥皂水的膜。肥皂泡的存在時間通常很短,它们會因触碰其它物体或維持於空氣中太久而破裂(地心吸力令肥皂泡上方的膜變薄)。由于它们很脆弱,它们也成为美好但不实际的东西的隐喻。它们经常被用作孩童的玩物,但他们在艺术表演中的使用也表明它们对于成人也是很有吸引力的。肥皂泡还可能帮助解决空间的复杂的数学问题,因为他们总是会找到点或者边之间的最小表面。.

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透明

在光学中,透明是允许光穿透的属性。透明材料可以被透视;即它们允许明晰的图像穿过。相反的属性被称为不透明性。半透明材料只允许光散射穿透,即材料会扭曲图像。在矿物学中常用的术语也称透明度。.

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折射

折射(法語,英語:Refraction,德語: Refraktion, 西班牙語: Refracción),一種常見的物理現象,指當物體或波動由一種媒介斜射入另一種媒介造成速度改變而引起角度上的偏移。「折射」一定等同於「光的折射」,所以雖然光線(一種橫波)會因為「折射」的不同令光的運行方向改變,但「折射」現象並不能用以證明光線是一種波動。最普遍的例子就是用手槍瞄準,當子彈穿過水时,其角度就會因為折射而偏移。 而所謂的「屈折」,也就是「光的折射」,專指光從一種介質進入另一種具有不同折射率之介質,或者在同一種介質中折射率不同的部分運行時,由於波速的差異,使光的運行方向改變的現象。例如當一條木棒插在水裡面時,單用肉眼看會以為木棒進入水中時折曲了,這是光進入水裡面時,產生折射,才帶來這種效果。.

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折射率

某种介质的折射率  等于光在真空中的速度  跟光在介质中的相速度  之比: (nv.

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滤光器

滤光器是一种对光的不同波段具有选择性吸收的光学元件。常见的有有色玻璃、染色胶片或者充满有颜色溶液的玻璃槽等几种形式。其中用有色玻璃或染色胶片制成的滤光器也称为滤光片/镜、滤色片/镜等。广泛用于摄影、电气照明等领域。.

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