反射鏡是指在光學玻璃的背麵,鍍一層金屬銀(或鋁)薄膜(mó),使入射光反射的光學元件。

在激光管(guǎn)內,反射鏡可作為尾(wěi)鏡,該(gāi)鏡片基底帶有一(yī)定的曲率,起到震蕩激光的作(zuò)用;在某些激光(guāng)設計中,激光反射鏡能起(qǐ)到在激光管內改變光線的作用,起到減少(shǎo)激光管長度的作用;在激光管外,反射鏡和(hé)聚焦鏡配合,構成一個完整的光路,使得激光機器的設計更加節省空間,並盡可能減少激光損耗(hào),最大程度保留激光工作功率。

矽是最常(cháng)用的反射(shè)鏡基材,它具有成本低、耐用性強、熱學(xué)性質穩定的優點。

銅由於具有高導熱性,通常被(bèi)用在大功率應用(yòng)中。

鉬的表(biǎo)麵強度極高,是適用於各(gè)種苛刻物理環境的理(lǐ)想材料。提供的鉬通常無鍍膜。

反射鏡的概念:

反射鏡是一種利用反(fǎn)射定(dìng)律工作的光學元件。反射鏡(jìng)按(àn)形(xíng)狀可分為平(píng)麵反射鏡、球麵反(fǎn)射鏡(jìng)和非球麵反射鏡三種;按反射(shè)程度(dù),可分成全反(fǎn)反(fǎn)射鏡(jìng)和半透半(bàn)反反射鏡(又名分束鏡(jìng))。過去製造反射鏡時,常(cháng)常(cháng)在玻璃上鍍銀,它蹬製作標準(zhǔn)工藝是:在高度拋(pāo)光的襯底上真空蒸鋁後,再鍍上一(yī)氧化矽或氟化鎂,特殊應(yīng)用中,由於金屬引起損失可由多層(céng)介質膜代替。因反射定(dìng)律與光的頻率無關,此種元(yuán)件工作(zuò)頻帶很寬,可達(dá)可見光頻譜的紫外區和紅外區,所以它的應用(yòng)範圍愈來愈廣。在(zài)光學玻璃的背麵,通過真空鍍膜鍍一層(céng)金屬銀(或鋁)薄膜,使(shǐ)入射(shè)光反射的光學元件。采用高反射比的反射鏡可使(shǐ)激光器的輸出功率(lǜ)成倍提高;且是第一反射(shè)麵反射,反射圖像不失真,無重影,為前表麵反射作用。如采用普通(tōng)反射鏡為第二反射麵(miàn),不僅反射率低,對波長無選擇性,而且易產生(shēng)重影。而(ér)采用鍍膜(mó)膜麵反射鏡(jìng),得到的圖象(xiàng)不(bú)僅亮度高,而且精確無偏差,畫質更清(qīng)晰(xī),色彩更逼真。前表麵反射(shè)鏡廣泛為光學高保真掃描反射成像之作(zuò)用。

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介質(zhì)膜與金屬膜反射(shè)鏡有什麽區別?

介質膜反射(shè)鏡基本是一維光(guāng)子(zǐ)晶體形成了一個帶隙,在這(zhè)個帶隙內光不支持傳播(bō)就(jiù)發生全(quán)反射了。

要區別介(jiè)質膜反射鏡(jìng)和(hé)金屬反射鏡,我們首先討論一下單純(chún)的介質和金屬的區別是什麽。

在電磁波傳播中決定電磁波傳播性(xìng)質(zhì)的就是介電常數,介電常數的實部對應於光傳播時候的(de)電場振幅的比例

,而虛部則對應(yīng)於光的能量損(sǔn)耗。金屬(shǔ)和介質最大的區別在於,金屬的介電常數可以用Drude模型描述,

一(yī)般是一個負的實部和比較大(dà)的虛(xū)部;而介質的介電常數則一般是一個(gè)正的實部。

既然金屬有比較大的虛部,就(jiù)會導致有損耗,光在經過金屬(shǔ)反射的時(shí)候就會被(bèi)吸收,反射率可能隻達到98、99;

而介質則不會(huì),因此特定條(tiáo)件下,反射率能達到真正的百分百。

空氣也是一種介質,空氣入射介質發生反射,由於是介質(介電常數較(jiào)小)到光密介質(介(jiè)電常數較大)有半波損失(shī),

導致電磁波震蕩損失一個相位;而空氣入射金屬時理(lǐ)想情況發生反射必定會產生相位差(chà)。

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那麽,多層(céng)膜的反射又是怎麽回事呢?

介質膜(mó)反射鏡是將一係列介電常數有區別的(de)介(jiè)質周期性堆(duī)疊在一起,在普通的(de)均勻介質裏,頻率和(hé)波(bō)長的乘積是光速,這就是(shì)所謂的色散(sàn)關係(xì)。周期性邊(biān)界條(tiáo)件導致色散關係在倒空間(坐標以為量度)中被折疊,並且因為在布裏(lǐ)淵區的邊界上散射比(bǐ)較強,就會打開帶隙。

因此,以這個頻率(lǜ)入射的光,直接就被結構反射出去了(le)。這樣的反射依舊繼承了介質的優(yōu)勢——不會吸收。

為什麽要采用這樣(yàng)的結構呢?

首先(xiān),是覆蓋的波(bō)長範圍是可設計的,而金屬由於本身的原子(zǐ)性質(介(jiè)電(diàn)常數),所對應的反射(shè)波段是固定的;

其次(cì),由於完全不吸收,隻要層數足夠,反射率就極高。但是這種結構也有缺陷(xiàn):①介質膜反射鏡會很厚;②角度依賴很強;③介質膜反射鏡成本會較高,而金屬膜反射鏡則沒有這個要求。所(suǒ)以(yǐ)在反射的(de)波段要求、熱(rè)效應要(yào)求不高的情(qíng)況下,選擇金屬反射鏡更加(jiā)合適。

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