20世纪末、21世纪初光电子技术的飞速发展带动了光学薄膜器件的迅速发展，这也使得越来越多的科学家投身于薄膜材料的研究。本文运用溶胶-凝胶法（sol-gel）结合旋涂工艺在玻璃基底表面制SiO2/TiO2 多层光学复合薄膜。通过改变SiO2溶液浓度及改变SiO2/TiO2薄膜层数来研究其光学性能的变化规律。利用紫外-可见分光光度计（UV-VIS）对薄膜进行性能测试，考察不同制备工艺对薄膜的光学性能的影响。结果表明，当二氧化硅溶液浓度为10%时，薄膜层数为6层（SiO2-TiO2-SiO2-TiO2-SiO2-TiO2）时，薄膜的光学性能较好。并且对比15%的二氧化硅溶液浓度，10%的二氧化硅溶液浓度下的薄膜光学性能较优。
目录
第一章 绪论 1
1.1 光学薄膜的分类及应用 1
1.1.1 减反膜 1
1.1.2 高反膜 1
1.1.3传统光学薄膜 3
1.2 光学减反薄膜原理及制备方法 3
1.2.1减反膜原理 3
1.2.2制备方法 5
1.3 国内外研究现状 7
1.4本实验研究的目的和意义 8
第二章 实验过程 9
2.1 实验材料 9
2.2实验仪器 9
2.3实验操作 9
2.3.1 TiO2溶液的制备 9
2.3.2 SiO2溶液的制备 10
2.3.3 SiO2/TiO2复合薄膜的制备 10
2.4性能测试 10
第三章 结果与讨论 13
3.1薄膜层数对薄膜性能的影响 13
3.2二氧化硅溶液浓度对薄膜性能的影响 15
第四章 结论 23
参考文献 24
致谢 26
第一章 绪论
1.1 光学薄膜的分类及应用
光学薄膜是指镀在一些光学原件或其他独立基板上的一层或多层介电质膜或金属膜或这两种膜的组膜，该种薄膜可以用来改变光波的传递特性（光的透射、反射、散射、吸收及相位改变等）。
现代光学薄膜最早始于19世纪，由R.Boyle和R.Hooke *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
先后发现了“牛顿环”。1801年，T.Young通过光的干涉原理，解释了“牛顿环”效应。在1873年，麦克斯伟创作《电磁通论》后，关于薄膜光学的全部理论基础框架变得更加完整[14]。
近几十年来，光学薄膜技术和制备工艺迅速发展，光学薄膜迎来了广阔的前景。
1.1.1 减反膜
减反膜又称增透膜，即将一层或多层光学薄膜镀制在光学元件表面上，通过光的干涉使透射光增强的膜。减反膜最早由J. Frauhofer利用“酸蚀法”制成，几年后，Lord Rayleigh根据失去光泽的冕玻璃反射率比抛光后的玻璃更低这一现象发现玻璃表面形成了一层折射率较低的薄膜。1891年，Dennis Tayler重点研究降低界面反射，使玻璃表面失泽的“腐蚀法”。他认为当反射光颜色为紫铜色时，减反射效果最佳。直到1930年，扩散泵的发明才使得物理气相沉积（PVD）制备光学薄膜技术得到真正的发展。
如今，减反膜已经广泛应用于建筑、交通、医学、军事等各个领域[57]。在太阳能领域，为了达到降低光线的反射率，提高电池的转换效率的效果，可以在太阳能电池表面覆盖一层减反膜。在玻璃领域，“光污染”[8]给城市生活带来诸多不便，减反膜的应用不仅减少光反射污染而且还具有保温隔热环保[9]的作用。比如汽车的挡风玻璃在遭遇强光时，减反膜可以很好的减少成像，保障驾驶者的安全[10]。在光纤通信领域，比如在光学器件中减反膜可以减少光波的损失，提高光纤的传输速率[11]。在投影显示方面，减反膜的使用不仅有一定的自洁性，可以减少静电等，而且还能提高投影系统和照明系统之间的图像对比度和亮度。常见的应用比如在照相机、摄影机[12]中（如图11），可以提高成像质量。
1.1.2 高反膜
高反膜又称增反射膜，即用相同层数的高折射率材料替代减反射膜系中低折射率的
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图11减反膜在（a）镜片，（b）镜头和（c）投影仪中的应用
材料，加强薄膜上下表面两束反射光干涉，增强反射光，减弱透射光的薄膜。根据吸收损耗要求的不同，可以分为金属反射膜和多层介质高反射膜两种。（如图12）
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图12（a）多层介质高反膜和（b）金属反射膜
在光学薄膜的应用中，高反膜具有同样重要的地位。比如光学仪器中的反射镜就只用了金属膜。金属膜反射镜的特点是吸收损耗较高，因此对于需要高反射率和低吸收损耗的多光束干涉仪和激光器谐振腔的反射镜则不适用。薛春荣等[13]在经过多次分析之后确定选用氟化钕用于高折射率材料，氟化铝用于低折射率材料。高反膜除了可以应用于以上的系统中，还可以作为天然调节材料用于房屋建筑中。Givoni和Hoffman[14]最先发现，相同条件下白墙的房屋室内温度要比其他颜色的低3~5℃。随后Cheng等[15]研究表明相同条件下决定屋内温度的是建筑物表面覆盖膜的颜色，白色黑色两薄膜引起的温差最大可达12℃。在Taha[16]等的论文中指出反射率超过75%的白色涂料与反射率为8%的黑色涂料材料表面温差最大可达45℃。这也就证明了高反射膜作为房屋建筑材料可以使房屋达到天然降温的效果。
1.1.3传统光学薄膜
传统的光学薄膜大多都是基于光的干涉效应的。薄膜对光线的吸收性能也因介质性质的不同而各不相同，同时对光的透射性能又因介质折射率和对光的折射度不同而不同。根据此原理，可以制成不同层数的光学薄膜来满足不同的需求。
1.2 光学减反薄膜原理及制备方法
1.2.1减反膜原理
当光到达两相界面时，一种很常见的光学现象[17]伴随着两介质的不同折射率产生的反射出现。一般改变反射光的相位或者介质折射率可以减少光在界面上的损失，而这些参数的调控可以使用合适的减反射薄膜材料来完成。减反射膜可以由单层膜构成，也可以由多层膜构成。同时，基底材料，波长区域，性能及成本等因素也影响着减反膜的类型。

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