反射镜是指在光学玻璃的背面,镀一层金属银(或铝)薄膜,使入射光反射的光学元件。

在激光管内,反射镜可作为尾镜,该镜片基底带有一定的曲率,起到震荡激光的作用;在某些激光设计中,激光反射镜能起到在激光管内改变光线的作用,起到减少激光管长度的作用;在激光管外,反射镜和聚焦镜配合,构成一个完整的光路,使得激光机器的设计更加节省空间,并尽可能减少激光损耗,最大程度保留激光工作功率。

硅是最常用的反射镜基材,它具有成本低、耐用性强、热学性质稳定的优点。

铜由于具有高导热性,通常被用在大功率应用中。

钼的表面强度极高,是适用于各种苛刻物理环境的理想材料。提供的钼通常无镀膜。

反射镜的概念:

反射镜是一种利用反射定律工作的光学元件。反射镜按形状可分为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜三种;按反射程度,可分成全反反射镜和半透半反反射镜(又名分束镜)。过去制造反射镜时,常常在玻璃上镀银,它蹬制作标准工艺是:在高度抛光的衬底上真空蒸铝后,再镀上一氧化硅或氟化镁,特殊应用中,由于金属引起损失可由多层介质膜代替。因反射定律与光的频率无关,此种元件工作频带很宽,可达可见光频谱的紫外区和红外区,所以它的应用范围愈来愈广。在光学玻璃的背面,通过真空镀膜镀一层金属银(或铝)薄膜,使入射光反射的光学元件。采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高;且是第一反射面反射,反射图像不失真,无重影,为前表面反射作用。如采用普通反射镜为第二反射面,不仅反射率低,对波长无选择性,而且易产生重影。而采用镀膜膜面反射镜,得到的图象不仅亮度高,而且精确无偏差,画质更清晰,色彩更逼真。前表面反射镜广泛为光学高保真扫描反射成像之作用。

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介质膜与金属膜反射镜有什么区别?

介质膜反射镜基本是一维光子晶体形成了一个带隙,在这个带隙内光不支持传播就发生全反射了。

要区别介质膜反射镜和金属反射镜,我们首先讨论一下单纯的介质和金属的区别是什么。

在电磁波传播中决定电磁波传播性质的就是介电常数,介电常数的实部对应于光传播时候的电场振幅的比例

,而虚部则对应于光的能量损耗。金属和介质最大的区别在于,金属的介电常数可以用Drude模型描述,

一般是一个负的实部和比较大的虚部;而介质的介电常数则一般是一个正的实部。

既然金属有比较大的虚部,就会导致有损耗,光在经过金属反射的时候就会被吸收,反射率可能只达到98、99;

而介质则不会,因此特定条件下,反射率能达到真正的百分百。

空气也是一种介质,空气入射介质发生反射,由于是介质(介电常数较小)到光密介质(介电常数较大)有半波损失,

导致电磁波震荡损失一个相位;而空气入射金属时理想情况发生反射必定会产生相位差。

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那么,多层膜的反射又是怎么回事呢?

介质膜反射镜是将一系列介电常数有区别的介质周期性堆叠在一起,在普通的均匀介质里,频率和波长的乘积是光速,这就是所谓的色散关系。周期性边界条件导致色散关系在倒空间(坐标以为量度)中被折叠,并且因为在布里渊区的边界上散射比较强,就会打开带隙。

因此,以这个频率入射的光,直接就被结构反射出去了。这样的反射依旧继承了介质的优势——不会吸收。

为什么要采用这样的结构呢?

首先,是覆盖的波长范围是可设计的,而金属由于本身的原子性质(介电常数),所对应的反射波段是固定的;

其次,由于完全不吸收,只要层数足够,反射率就极高。但是这种结构也有缺陷:①介质膜反射镜会很厚;②角度依赖很强;③介质膜反射镜成本会较高,而金属膜反射镜则没有这个要求。所以在反射的波段要求、热效应要求不高的情况下,选择金属反射镜更加合适。

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