6、光学调制与显示技术解析

光学调制与显示技术解析

1. 光学薄膜与反射特性

在可见光波长下，氟化镁（MgF₂，n = 1.38）是常见的用于空气 - 玻璃边界的低折射率抗反射（AR）薄膜。对于典型的玻璃（n = 1.5），MgF₂的折射率略低，但因其质地坚韧，能将反射率从4%降低到1%以下，所以仍被广泛使用。

对于双层涂层，每个表面的反射会相互叠加，导致反射率计算更为复杂。但对于四分之一波长厚度的涂层，反射率公式可简化为：
[R_2 = \left(\frac{n_2^2n_0 - n n_1^2}{n_2^2n_0 + n n_1^2}\right)^2]
当满足 (\left(\frac{n_2}{n_1}\right)^2 = \frac{n_s}{n_0}) 时，在特定波长下反射率为零，这种薄膜被称为双四分之一单极小涂层。当 (n_1) 和 (n_2) 尽可能低时，反射率在选定频率处会有一个最宽的单极小值为零。通常，(n_2 > n_1)，习惯上把（玻璃） - （高折射率） - （低折射率） - （空气）结构表示为gHLa。例如，二氧化锆（n = 2.1）、二氧化钛（n = 2.4）和硫化锌（n = 2.6）常用于高折射率层（H），而MgF₂用于低折射率层（L）。

通过构建多层周期性堆叠结构，如g(HL)₃a，可实现不同的光谱和角度响应。添加最后一层高折射率层形成g(HL)ₘHa结构，可进一步提高最大反射率，从而制作出高质量的镜子。在堆叠结构两端添加八分之一波长的低折射率薄膜，形成g (0.5L) (HL)ₘ H (0.5L) a结构，可降低短波长（UV）侧的小峰值，起到高通滤波器的作用。

2. 多次反射与腔体

当采取特殊措施增