反射鏡是指在光學(xué)玻璃的背麵(miàn),鍍一層金屬銀(或鋁)薄膜,使入射光反射的光學(xué)元(yuán)件。
在激光管內(nèi),反射(shè)鏡可作為尾(wěi)鏡,該鏡片基底(dǐ)帶有一定(dìng)的曲(qǔ)率,起到(dào)震蕩激光的作用(yòng);在某些激光設計中,激光反(fǎn)射鏡能起到在激光管內改變光線的作用,起到減少激光管長度的(de)作用;在激光管外,反射鏡和聚焦鏡配合,構成一個完整(zhěng)的光路(lù),使得激光(guāng)機器的設計更加節省空間,並盡可(kě)能減少(shǎo)激光損耗,最大程度保留激(jī)光工作功率。
矽是(shì)最常用的反射鏡基材,它具有成(chéng)本低、耐用性強、熱學性質穩定(dìng)的優(yōu)點。
銅(tóng)由於具有高導熱性,通常被用在大(dà)功率應用中。
鉬的(de)表麵強度極高,是適用於各種苛(kē)刻物理環境的理想材料。提供(gòng)的鉬通常無鍍膜(mó)。
反射鏡的概念(niàn):
反射鏡是一種利用反射定律工作的(de)光學元件。反射鏡按形狀可分為平麵反射鏡、球麵(miàn)反射鏡和(hé)非球(qiú)麵反射鏡三種;按反射程度,可分成(chéng)全反反射鏡和半透半反反射(shè)鏡(又名分束鏡)。過去製造反射(shè)鏡(jìng)時,常常在玻璃上鍍銀,它蹬製作標準工藝是:在高度拋光的(de)襯底上真空蒸鋁後,再鍍上一(yī)氧化矽或氟化鎂,特殊應用中,由於金(jīn)屬引起損失可由多(duō)層介質(zhì)膜代替。因反射定律與光的頻率無關,此種元件工作頻帶很寬,可達可見光頻譜的紫外區和(hé)紅外區,所以它的應用範圍愈來愈廣。在光學玻璃的(de)背麵,通過(guò)真(zhēn)空鍍膜鍍一層金屬銀(或鋁)薄膜,使入射光反(fǎn)射的光學元件。采用高反射比的反射鏡可使激光器的輸出功率成倍(bèi)提高;且是(shì)第一反射麵反射,反射圖(tú)像不失真(zhēn),無(wú)重影,為前表(biǎo)麵反射作用。如采用普通反射鏡為(wéi)第二反射麵,不(bú)僅反射率低,對(duì)波長無選擇性,而且易產生重影。而采用鍍膜膜麵反射(shè)鏡,得到的圖象不僅亮度高,而且精確無(wú)偏差,畫質更清晰(xī),色彩更逼(bī)真。前表麵反射鏡廣(guǎng)泛為光學高保真(zhēn)掃描反射成像之作用。
介質膜與金屬膜反射鏡有什麽區別?
介質(zhì)膜反射鏡基本是一(yī)維光子晶體形成了一個帶隙,在這個帶隙內光不支持傳播(bō)就(jiù)發生全反(fǎn)射(shè)了。
要(yào)區別介質(zhì)膜(mó)反射鏡和(hé)金屬反射鏡,我們首先討論一(yī)下單純的介質(zhì)和金屬的區別(bié)是什麽。
在電磁波傳播中決定電(diàn)磁(cí)波傳播性質的就是介(jiè)電常(cháng)數,介電常數的(de)實部對應於光傳播時候的電場振幅的比例
,而虛部則對應於光(guāng)的能量損耗。金屬和介質最大的區別(bié)在於,金屬(shǔ)的介電常數可以用Drude模型描述,
一般是一個負的實部和比較大的虛部;而介質的介(jiè)電常數則一般是一個正的實部。
既然金屬有比較(jiào)大的虛部,就會(huì)導致有損耗,光在經過金屬反射的時候就(jiù)會被吸收,反射率可能隻達到98、99;
而介質(zhì)則不會,因此特定條件下,反射率能達到真正(zhèng)的百分百。
空氣(qì)也是一種介質,空氣入射(shè)介質發生反射,由於是介質(介電常(cháng)數較(jiào)小(xiǎo))到光密介質(zhì)(介電常數較大(dà))有半波損失,
導致電(diàn)磁波震蕩損失一個相位;而空氣入射金屬(shǔ)時理想情況發生反射必定會產生相位差。
那麽,多層膜的(de)反射又是怎麽(me)回事呢?
介質膜反射鏡(jìng)是將一係列介電常(cháng)數有區別的介質周期性堆疊在一起,在普通(tōng)的均勻介質裏,頻率和波(bō)長的乘積是光速,這就是(shì)所謂的色散關係。周期(qī)性邊界條(tiáo)件導致色散關係在倒空(kōng)間(坐標以為量度)中被折疊,並且因為在布裏淵區的邊界(jiè)上散射(shè)比較(jiào)強(qiáng),就會打開帶隙。
因此,以這個頻率入射的光,直接就被結構反射出去了。這樣的反射依舊繼承了介質的優勢——不會吸收。
為什麽要采用這樣的結構呢?
首先,是覆蓋的波長(zhǎng)範圍是可設計(jì)的,而金屬由於本身的(de)原子性質(介電常數),所對應的(de)反射波段是固(gù)定的;
其次,由於完全(quán)不吸收,隻要層(céng)數足夠(gòu),反(fǎn)射率就極高。但是這種結構也有缺陷:①介質膜(mó)反射鏡會很厚;②角度依賴很強;③介質膜反射鏡成(chéng)本會較高,而金屬膜反射鏡則沒(méi)有這個(gè)要求(qiú)。所(suǒ)以在反射的波段要求、熱效應要(yào)求不高的(de)情況下,選擇金屬反射鏡更加合適。