《薄膜光學(xué)與技術(shù)》2022期末考試試題B-答案

1、2022-2022學(xué)年第1學(xué)期?薄膜光學(xué)與技術(shù)?期末考試試題B卷參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、 填空題每空1分，共25分1、薄膜是指附著于基底，且與基底不同質(zhì)的 非自持性 涂層。2、鍍制單層介質(zhì)薄膜時(shí)，第二次看到相同的反射色時(shí)的膜層光學(xué)厚度是第一次看到相同的反射色時(shí)膜層光學(xué)厚度的 3 倍。3、K9玻璃上的單層MgF2膜層與單層ZrO2膜層具有相同的反射色調(diào)時(shí)，MgF2膜層的光學(xué)厚度 等于 大于、小于、等于ZrO2膜層的光學(xué)厚度。4、在折射率為3.5的材料外表鍍單層減反射膜，材料最正確的折射率為： 1.8708 。5、周期性對稱膜系(pqp)s的等效折射率和 根本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等

2、效位相厚度等于 根本周期的s倍 。6、按照材料狀態(tài)不同，一般將薄膜分為 固體 薄膜、 氣體 薄膜和 液體 薄膜三類。7、 Torr和Pa是兩個(gè)常用來表示真空度的單位，它們較為準(zhǔn)確的換算關(guān)系為： 1Torr=133.3Pa 。8、鍍膜室內(nèi)真空度高說明氣體壓強(qiáng) 小 ，真空度低那么氣體壓強(qiáng) 大 。9、由于極值點(diǎn)的判讀精度不高，因此常常采用 過正控制 、 高級次監(jiān)控 、 預(yù)鍍監(jiān)控片 等措施來提高極值法監(jiān)控精度。10、電子槍的e型槍是指電子束 出射后至坩堝外表的運(yùn)動(dòng)方向改變了270度 。11、請寫出常用的三種金屬鍍膜材料： Au 、 Ag 、 Al 。12、一般鍍膜系統(tǒng)測量真空需要兩個(gè)真空計(jì)： 熱電偶

3、真空計(jì)和 電離 真空計(jì)。13、采用光電極值法監(jiān)控膜厚，監(jiān)控片為K9玻璃折射率為1.52，如果要鍍制單層ZnS薄膜折射率為2.35，監(jiān)控的第一個(gè)透射率極值點(diǎn)應(yīng)該是極大值還是極小值： 極小值 。14、能夠直接用來抽大氣的真空泵是 機(jī)械泵 。15、熱蒸發(fā)技術(shù)常用的蒸發(fā)源有 電阻蒸發(fā)源 和 電子槍 。二、判斷題：先答復(fù)以下說法是否正確？然后說明理由或修改正確。每題4分，共20分1、膜層的有效位相厚度表示為： ，當(dāng)光波斜入射時(shí)，對于s光和p光而言，要分別代入修正后的折射率值進(jìn)行運(yùn)算。答：錯(cuò)誤。當(dāng)光波斜入射時(shí)，無論對于s光和p光而言，折射率值均是同一個(gè)值。2、采用單半波濾光片結(jié)構(gòu)，獲得的通帶波形比多半波濾

4、光片更加接近矩形。答：錯(cuò)誤。采用多半波濾光片結(jié)構(gòu)，獲得的通帶波形比單半波濾光片更加接近矩形。3、一般鍍膜設(shè)備上需要機(jī)械泵和擴(kuò)散泵組合起來作為真空機(jī)組，這主要是因?yàn)殡p泵組合可以提高抽氣速率。答：錯(cuò)誤。因?yàn)闄C(jī)械泵可以直接抽大氣，但極限真空并不高，而擴(kuò)散泵可以抽到鍍膜所需的真空度，但不能直接抽大氣，也不能直接排氣到大氣，因此鍍膜機(jī)上采用雙泵組合的方式才能完成抽氣過程。4、用于離子輔助鍍膜的離子源，有產(chǎn)生離子束的，也有產(chǎn)生等離子體的。潘寧離子源是一種典型的產(chǎn)生等離子體的離子源。答：錯(cuò)誤。潘寧離子源是一種典型的產(chǎn)生離子束的離子源。5、測量鍍膜樣片的透射率時(shí)，將鍍膜面向著光源和背對光源測得的結(jié)果不同。答：

5、錯(cuò)誤。樣片的透射率與光的傳播方向無關(guān)。注：正誤答復(fù)正確得2分，理由正確得2分。三、問答題 每題5分，共15分1、什么是單層介質(zhì)膜層反射率的雙重周期性？其周期性的主要特點(diǎn)有哪些?答：單層介質(zhì)膜的反射率會隨著薄膜位相厚度的變化而呈現(xiàn)周期性變化2分；當(dāng)膜厚確定后，隨著光波波長的變化，反射率會隨之發(fā)生周期性變化2分。隨厚度變化的周期呈現(xiàn)間隔相等，而隨波長變化的周期不等，波長越大，周期越長。如將波長轉(zhuǎn)化為光波頻率，那么隨頻率不同，反射率的周期是等間隔的1分。說明：周期性每正確一點(diǎn)2分，特點(diǎn)答復(fù)正確1分。2、試表達(dá)光電極值法監(jiān)控膜厚的根本原理。答：光通過正在鍍膜的比擬片時(shí)，隨著薄膜厚度的增加，比擬片的透射

6、率反射率會發(fā)生周期性的變化，且薄膜光學(xué)厚度每變化/4時(shí)，透射率出現(xiàn)一次極值3分。利用光電測光方法測量正在鍍制膜層的T或R隨膜層厚度增加過程中的極值個(gè)數(shù)，可以獲得以/4為單位的整數(shù)厚度的膜層2分。3、影響膜層厚度均勻性的主要因素有哪些？答：蒸發(fā)源發(fā)射特性，由蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)、蒸發(fā)膜料不同的發(fā)射分布特性引起3分；蒸發(fā)源與被鍍件的相對位置；被鍍件的面形2分。四、 計(jì)算題1、2題各10分，第3題20分，共40分1、，窄帶濾光膜系GHLHLHLHLH2LHLHLHLHA的峰值透射率是多少？解：根據(jù)2H或2L為虛設(shè)層的特點(diǎn)，膜系可以等效為GHLG結(jié)構(gòu)， 2分組合導(dǎo)納 3分 膜系中可以看出，入射介質(zhì)為空氣，因此反

7、射率為 3分 所以，膜系的透射率最終為 2分說明：計(jì)算結(jié)果正確共4分。如果沒有進(jìn)行分步運(yùn)算，根據(jù)計(jì)算情況酌情給分。2、石英玻璃基底上鍍制高反膜G/(HL)5H/A，假設(shè)鍍膜材料為ZnS和MgF2，求峰值反射率和中心波長處反射帶的波長寬度？中心波長500nm；ZnS折射率為2.15；MgF2折射率為1.38；玻璃ng=1.46解：組合導(dǎo)納為 2分峰值反射率 2分波數(shù)寬度 2分波長寬度 2分說明：每個(gè)步驟的公式正確各2分，4個(gè)計(jì)算結(jié)果正確共2分。如果沒有進(jìn)行分步運(yùn)算，根據(jù)計(jì)算情況酌情給分。3、圖中兩條曲線分別是鍍有單層膜層和鍍有單層膜層的K9n=1.52平板玻璃的實(shí)測透過率光譜曲線，計(jì)算膜層的折射率和厚度。計(jì)算膜層的折射率和厚度。膜層的兩個(gè)透過率極小值相等說明了什么?膜層的所有透過率極小值均不相等說明了什么?為什么同一膜層的所有透過率極大值都相等?91.891.8ZrO2TiO2解：計(jì)算膜層的折射率和厚度。10分樣片的透射率極小值均為0.78，根據(jù) 2分 2分 2分可得n=1.97 1分在800nm波長處，有 1分在600nm波長處，同樣有 1分于是由，得到m=3 d=300nm 1分計(jì)算膜層的折射率和厚度。7分由于480nm和780nm極小值不相等，因此分別計(jì)算，對于 T1=0.664，同理可得n1=2.328 2分對于 T1=0.645，同理可得n2=2.390 2分由 2分